化工热力学3作答.doc

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1、化工热力学第三章作业解答3.1试证明同一理想气体在T-S图上，（1）任何二等压线在相同温度时有相同斜率；（2）任何二等容线在相同温度时有相同斜率。证：（1）Maxwell能量方程导数式：--------(1)对理想气体--------(2)结合式（1）与（2）得：对同一理想气体，Cp值只与温度有关，不随压力而变化，所以相同温度时T/Cp为一常量，在T-S图上任何二等压线其斜率相同。（2）Maxwell能量方程导数式：--------(3)又因为：--------(4)所以：对同一理想气体，CV只是温度的函数，即在相同温度下CV值相等，T/CV为一常量，在相同温度时有相同斜率

2、。3.2试用普遍化方法计算丙烷气体在378K、0.507MPa下的剩余焓与熵。解：由附录二查得丙烷Tc=369.8K,Pc=4.246MPa,ω＝0.152则：Tr=378/369.8=1.022Pr=0.507/4.246=0.119此状态位于图2-1曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法计算丙烷的剩余焓与熵。由式（3-61）由式（3-62）3.3已知633K、9.8×104Pa下水的焓为57497J·mol-1，运用R-K方程求算633K、9.8MPa下水的焓值。（已知文献值为53359J·mol-1；因水为极性物质，R-K方程中参数取a＝，b＝）解：从附录二查得Tc=6

3、47.3K,Pc=22.05MPa则：Tr=633/647.3=0.978Pr=9.8/22.05=0.44a＝MPa·cm6·K0.5·mol-2b＝=cm3·mol-1将ab值代入方程式（2-6）得：9.8＝－解得V=431.2cm3·mol-1按式（2-22）和（2-25）要求，先求出h和A/Bh＝＝Z＝－由式（3-56）得J·mol-1J·mol-1已知文献值为53359J·mol-1误差％＝以上结果表明以焓差值计算误差还是相当大的，说明这只能作为工程估算。3.4温度为232℃的饱和蒸气和水的混合物处于平衡，如果混合相的比容是0.04166m3·kg-1,试用蒸气表

4、中的数据计算：（1）混合相中蒸气的含量；（2）混合相的焓；（3）混合相的熵。解：查饱和水及饱和蒸气表，当t＝232℃时232℃V(m3·kg-1)H(kJ·kg-1)S/(kJ·kg-1·K-1)饱和水（l）0.001213999.392.6283饱和蒸气（g）0.068992803.26.1989(1)设1kg湿蒸气中蒸气的含量为xkg，则即混合物中含有蒸气59.68％，液体40.32％（2）混合相的焓=2075.9kJ·kg-1（3）混合相的熵=4.7592kJ·kg-1·K-1