化工热力学第二版冯新课后题答案

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化工热力学答案--第二版

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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=,

化工热力学马沛生第二版习题答案

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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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化工热力学马沛生第二版习题答案

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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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化工热力学马沛生第二版第二章习题答案

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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(下册)第二版 夏清 第2章 吸收答案

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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

完整版化工热力学答案_冯新_宣爱国_课后总习题答案详解1

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第二章习题解答

一、问答题:

2-1为什么要研究流体的pVT关系?

【参考答案】:流体p-V-T关系是化工热力学的基石,是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。(1)流体的PVT关系可以直接用于设计。(2)利用可测的热力学性质(T,P,V等)计算不可测的热力学性质(H,S,G,等)。只要有了p-V-T关系加上理想气体的Cp,可以解决化工热力学的大多数问题。

id

2-2在p-V图上指出超临界萃取技术所处的区域,以及该区域的特征;同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。

【参考答案】:1)超临界流体区的特征是:T>Tc、p>pc。

2)临界点C的数学特征:

??P???V?T?0P2?在C点??V2?T?0?在C点?3)饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线;

4)饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点(或露点)那个点的连线。

5)过冷液体区的特征:给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。 6)过热蒸气区的特征:给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。 7)汽液共存区:在此区域温度压力保持不变,只有体积在变化。

2-3 要满足什么条件,气体才能液化?

【参考答案】:气体只有在低于Tc条件下才能被

工程热力学课后题答案

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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

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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

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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

化工热力学课后部分习题答案

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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?? 其中,pr?p

c?对于不同的流体,?具有不同的值。但Pitzer发现,简单流体(氩、氪、氙)的所有蒸气压

s数据落在了同一条直线上,而且该直线通过Tr=0.7,logpr??1这一点。对于给定流体对

比蒸气压曲线的位置,能够用在Tr=0.7的流体与氩、氪、氙(简单球形分子)的logprs值之差来表征。

Pitzer把这一差值定义为偏心因子?,即

???logprs?1.00(Tr?0.7)

任何流体的?值都不是直接测量的,均由该流体的临界温度Tc、临界压力pc值及

Tr=0.7时的饱和蒸气压ps来确定。

2-4.纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大,饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小吗?

答:正确。由纯物质的p –V图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。 2-5.同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质均不同吗?

答:同一温度下