化工热力学第二版课后题答案马沛生
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化工热力学马沛生第二版习题答案
第二章 流体的p-V-T关系
习题：
2－1．为什么要研究流体的pVT关系？
答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p、体积V和温度T是流体最基本的性质之一，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S、Gibbs自由能G等都不方便直接测量，它们需要利用流体的p –V –T数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过p –V –T数据和热力学基本关系式进行计算。因此，流体的p –V –T关系的研究是一项重要的基础工作。 2－2．理想气体的特征是什么？
答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。
理想气体状态方程是最简单的状态方程：
pV?RT
2－3．偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？
答：纯物质的偏心因子?是根据物质的蒸气压来定义的。实验发现，纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系，即符合：
?1logp???1??Tr?sr?pss??
化工热力学马沛生第二版习题答案
第二章 流体的p-V-T关系
习题：
2－1．为什么要研究流体的pVT关系？
答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p、体积V和温度T是流体最基本的性质之一，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S、Gibbs自由能G等都不方便直接测量，它们需要利用流体的p –V –T数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过p –V –T数据和热力学基本关系式进行计算。因此，流体的p –V –T关系的研究是一项重要的基础工作。 2－2．理想气体的特征是什么？
答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。
理想气体状态方程是最简单的状态方程：
pV?RT
2－3．偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？
答：纯物质的偏心因子?是根据物质的蒸气压来定义的。实验发现，纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系，即符合：
?1logp???1??Tr?sr?pss??
化工热力学马沛生第二版第二章习题答案
第二章 流体的p-V-T关系
习题：
2－1．为什么要研究流体的pVT关系？
答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p、体积V和温度T是流体最基本的性质之一，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S、Gibbs自由能G等都不方便直接测量，它们需要利用流体的p –V –T数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过p –V –T数据和热力学基本关系式进行计算。因此，流体的p –V –T关系的研究是一项重要的基础工作。 2－2．理想气体的特征是什么？
答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。
理想气体状态方程是最简单的状态方程：
pV?RT
2－3．偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？
答：纯物质的偏心因子?是根据物质的蒸气压来定义的。实验发现，纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系，即符合：
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化工热力学答案--第二版
第1章 绪言
一、是否题
1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 封闭体系中有两个相?,?。在尚未达到平衡时，?,?两个相都是均相敞开体系；
达到平衡时，则?,?两个相都等价于均相封闭体系。（对）
3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积
T2相等，初态和终态的温度分别为T1和T2，则该过程的?U?CVdT；同样，对于初、
T1T2?终态压力相等的过程有?H?CPdT。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径
T1?无关。） 二、填空题
1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
2. 封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(Pi，Vi)等温可逆地膨胀到(Pf，Vf)，则所做的
功为Wrev?RTlnViVf(以V表示)或Wrev?RTlnPfPi (以P表示)。
ig3. 封闭体系中的1mol理想气体(已知CP)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2，则
?????P2??P2?igig???A 等容过程的 W= 0 ，Q=CPU=，
马沛生 主编 化工热力学 第四章习题解答
习题四
一、是否题
M M。
4-1 对于理想溶液的某一容量性质M，则 i i
解：否
4-2 在常温、常压下，将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混合后，其总体积为30 cm3。
解：否
4-3温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、焓、Gibbs自由能的值不变。
解：否
4-4对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。
解：是
4-5在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。
解：是
4-6理想气体混合物就是一种理想溶液。
解：是
4-7对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。
解：否
4-8对于理想溶液所有的超额性质均为零。
解：否
4-9 理想溶液中所有组分的活度系数为零。
解：否
4-10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。
解：否
4-11理想溶液在全浓度范围内，每个组分均遵守Lewis-Randall 定则。 解：否
4-12 对理想溶液具有负偏差的系统中，各组分活度系数i γ均 大于1。
解：否
4-13 Wilson 方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。但它不适用于液液部分互溶系统。
解：是
二、计算题
4-14
马沛生 主编 化工热力学 第三章习题解答
第三章 纯流体的热力学性质计算
思考题
3-1气体热容，热力学能和焓与哪些因素有关？由热力学能和温度两个状态参数能否确定气体的状态？
答：气体热容，热力学能和焓与温度压力有关，由热力学能和温度两个状态参数能够确定气体的状态。
3-2 理想气体的内能的基准点是以压力还是温度或是两者同时为基准规定的？ 答：理想气体的内能的基准点是以温度为基准规定的。 3-3 理想气体热容差cp?cv?R是否也适用于理想气体混合物？
答：理想气体热容差cp?cv?R不适用于理想气体混合物，因为混合物的组成对此有关。 3-4 热力学基本关系式dH?TdS?Vdp是否只适用于可逆过程？ 答：否。热力学基本关系式dH?TdS?Vdp不受过程是否可逆的限制
3-5 有人说：“由于剩余函数是两个等温状态的性质之差，故不能用剩余函数来计算性质随
着温度的变化”，这种说法是否正确？
答：不正确。剩余函数是针对于状态点而言的；性质变化是指一个过程的变化，对应有两个状态。
3-6 水蒸气定温过程中，热力学内能和焓的变化是否为零？
答：不是。只有理想气体在定温过程中的热力学内能和焓的变化为零。
3-7 用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多，为什么？
化工热力学（下册）第二版 夏清 第2章 吸收答案
Rupture9
第二章 吸收
1. 从手册中查得101.33 KPa、25 ℃时，若100 g水中含氨1 g，则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987 KPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H (kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。 解：（1） 求H 由PNH3??CNH3H.求算.
已知：PNH3??0.987kPa.相应的溶液浓度CNH3可用如下方法算出：
以100g水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为
1000kg/m3.则：
1/17?0.582kmol/m3100?1 10000.582?H?CNH3/PNH3???0.590kmol/(m3?kPa)0.987CNH3?yNH3??mNH3xNH30.987?0.00974P101.33(2). 求m.由 1/17xNH3??0.01051/17?100/180.00974m?yNH3?/xNH3??0.9280.0105 2. 101.33 kpa、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用pO2=3.31×106x表示。式中：PO2为氧在气相中的分压，kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的
工程热力学课后题答案
习题及部分解答
第一篇 工程热力学 第一章 基本概念
1. 2. 3.
指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量： 答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。
指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高
200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算
pH2O?200?9.80665?1.961?103?1.96.kPapHg?800?133.32?1.006?105Pa?106.6kPap?pb?(pH2O?pHg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kPa4.
锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角?使用?
?30?，压力计中
?0.8g/cm3的煤油，斜管液体长度L?200mm，当地大气压力pb?0.1MPa，求烟
p?L?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8Pa?784.8?10?6MPa
气的绝对压力（用MPa表示）解：
p?pb?pv?0.1
化工热力学答案
第二章 均相反应动力学习题
1. 【动力学方程形式】
有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为:
dPA?3.6P6A2 dt2若转化为rA?kCA(mol/h.l)形式，
求相应的速率常数值及其单位。
2. [恒温恒容变压定级数]
在恒容等温下，用等摩尔H2和NO进行实验，测得如下数据： 总压（MPa）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s） 256 186 135 104 67 求此反应级数
3.[二级反应恒容定时间]
4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？
4、【二级恒容非等摩尔加料】
溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C4H9Br+C2H5Na→Na Br+i-C4H9 OC2H5
(A)
(B) (C) (D)
溴代异丁烷的初始浓度为CA0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为CB0=0.0762mol/l,在368.15K测得不同时间的乙
化工热力学答案
第二章 均相反应动力学习题
1. 【动力学方程形式】
有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为:
dPA?3.6P6A2 dt2若转化为rA?kCA(mol/h.l)形式，
求相应的速率常数值及其单位。
2. [恒温恒容变压定级数]
在恒容等温下，用等摩尔H2和NO进行实验，测得如下数据： 总压（MPa）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s） 256 186 135 104 67 求此反应级数
3.[二级反应恒容定时间]
4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？
4、【二级恒容非等摩尔加料】
溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C4H9Br+C2H5Na→Na Br+i-C4H9 OC2H5
(A)
(B) (C) (D)
溴代异丁烷的初始浓度为CA0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为CB0=0.0762mol/l,在368.15K测得不同时间的乙