化工热力学第二版课后题答案冯新第四章

4-11 解：（1）已知 H?300x1?450x2?x1x2(25x1?10x2) （A） 由于 x1?1?x2

故 H?300x1?450x2?x1x2(25x1?10x2)

?300x1?450(1?x1)?x1(1?x1)[25x1?10(1?x1)]

23 ?450?140x1?5x1 （B） ?15x1 根据 H?H?(1?x1)(?H)T?P ?x1 H2?H?x1(?H)T?P ?x1 其中

(?H)T.P??140?10x1?45x12 ?x123 则：H1?450?140x1?5x1?15x1?(1?x1)(?140?10x1?45x12) 23 ?310?10x1?50x1

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=，

第四章 溶液的热力学性质

一、选择题（共14小题，14分）

1.下列各式中，化学位的定义式是（ ）

??(nH)?A.?i????ni??p,nS,nj??(nA)?C.?i????ni??p,T,nj??(nG)?B.?i????ni?nV,nS,nj???(nU)?D.?i????ni??T,nS,nj

2.关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ ）

A.纯物质无偏摩尔量 B. T，p一定，偏摩尔性质就一定 C.偏摩尔性质是强度性质 D.强度性质无偏摩尔量 E.偏摩尔自由焓等于化学位

3.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A浓度的减小而减小，则B的偏摩尔体积将随A浓度的减小而（ ） A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定 4.对无热溶液，下列各式能成立的是（ ） A. SE=0, VE=0 B. SE=0, AE=0 C. GE=0, AE=0 D. HE=0, GE=-TSE 5.苯(1)和环己烷(2)在303 K，0.1013 MPa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96 cm3/mol，V2=109.4 cm3/mol，V1?

第四章，多组分系统热力学 一、 选择题

1. 在 298K 时，A 和 B 两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为 kA和 KB ，且知 KA >KB ，则当 A 和 B 压力（平衡时的）相同时，

在一定量的该溶剂中所溶解的关系为 ( ) B (A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量小于 B 的量 (C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量与 B 的量无法比较 2. 在 400K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104 Pa，液体 B 的蒸气压为 6×104Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时，溶液中 A 的物质的量分数为 0.6，则气相

中 B 的物质的量分数为： ( ) B (A) 0.60 (B) 0.50 (C) 0.40 (D) 0.31 3. 已知挥发性纯溶质 A 液体的蒸气压为 67 Pa，纯溶剂 B

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??

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

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??

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??

物化习题

第四章 多组分系统热力学

一 判断题

1、在101.3Kpa下，往纯水中加入少量NaCl,与纯水比较，此稀溶液沸点升高。（ ）

2、偏摩尔量集合公式Z=∑nBzB,m适用条件是恒温过程。（ ） 恒温恒压过程

3、Henry系数Kx，B只与溶剂溶质性质有关，而与温度无关。（ ） 温度不同，亨利系数不同。温度升高，系数升高。

4、沸点升高系数Kb的数值与溶剂、溶质的性质有关，且与温度有关。（ ） Kb的量仅与溶剂的性质有关

5.、若A分子和B分子之间的相互作用力，与A，B各自处于纯态时分子之间的相处作用力相同，混合后，则有⊿Hmin=0.( ) 6、标准就态是认为规定的某些特定状态。（ ）

7、理想溶液中，各种微粒间的相互作用力可忽略不计。（ ） 处于凝聚态的分子，其分子间的距离很小，分子间的相互作用力和分子的体积均不能忽略。

8、一切纯物质的凝固点都随外压的增大而上升。（ ） 9、稀溶液的非典一定比纯溶剂的沸点高。（ ） 在同一外压条件下 10、在相同温度和压力下，相同质量摩尔浓度的葡萄糖和食盐水的渗透压不相同。（ ）

Ⅱ=CbRT,溶液的渗透压的大小只由溶液中的溶质的浓度决定，而与溶质的本性无关。

11、摩尔分数和质量摩尔浓度与温

第 四 章

1． 分析图1所示的组合逻辑电路，说明电路功能，并画出其简化逻辑电路图。

图1 组合逻辑电路 解答

1 根据给定逻辑电路图写出输出函数表达式 ○

F?ABC?A?ABC?B?ABC?C

2 用代数法简化输出函数表达式 ○

F?ABC?A?ABC?B?ABC?C?ABC(A?B?C)

?ABC?A?B?C?ABC?ABC

3 由简化后的输出函数表达式可知，当ABC取值相同时，即为000或111○

时，输出函数F的值为1，否则F的值为0。故该电路为“一致性电路”。 4 实现该电路功能的简化电路如图2所示。 ○

图2

2． 分析图3所示的逻辑电路，要求：

(1) 指出在哪些输入取值下，输出F的值为1。 (2) 改用异或门实现该电路的逻辑功能。 

图3 组合逻辑电路

解答

分析给定逻辑电路，可求出输出函数最简表达式为 F?A?B?C?A?B?C 1 当ABC取值000、011、101、110时，输出函数F的值为1；