第2章 流体pvt关系的习题和答案

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1、第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题1.纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。（错。如可以直接变成固体。）2.纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）3.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。）4.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。（错。如温度大于Boyle温度时，Z＞1。）5.理想气体的虽然与P无关，但与V有关。（对。因。）6.纯物质的饱和液体的摩尔

2、体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P－V相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。）7.纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自由度是零，体系的状态已经确定。）8.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。（错。它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）9.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。（对。这是纯物质的汽液平衡准则。）10.若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方

3、程。（错。）11.纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。只有吉氏函数的变化是零。）12.气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数。（对。）13.三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体。（错。三对数对应态原理不能适用于任何流体，一般能用于正常流体normalfluid）14.在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。(错。简单流体系指一类非极性的球形流，如Ar等，与所处的状态无关。)二、选择题1.指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为(

4、C。参考P－V图上的亚临界等温线。)A.饱和蒸汽B.超临界流体C.过热蒸汽2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A。参考P－V图上的亚临界等温线。）A.>B.B.

5、方程）A.第三virial系数B.第二virial系数C.无穷项D.只需要理想气体方程2.当时，纯气体的的值为（D。因）A.0B.很高的T时为0C.与第三virial系数有关D.在Boyle温度时为零三、填空题1.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为和。2.对三元混合物，展开第二virial系数，其中，涉及了下标相同的virial系数有，它们表示两个相同分子间的相互作用；下标不同的virial系数有，它们表示两个不同分子间的相互作用。3.对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，=，其中，下标相同的相互作用参数有，其值应为

6、1；下标不同的相互作用参数有，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得到，在没有实验数据时，近似作零处理。4.简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。5.偏心因子的定义是，其含义是。6.正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力Pc=3.797MPa则在Tr=0.7时的蒸汽压为MPa。1.纯物质的第二virial系数B与vdW方程常数a，b之间的关系为。四、计算题1.当外压由0.1MPa增至10MPa时，苯的熔点由5.50℃增加至5.78℃。已知苯的熔化潜热是127.41Jg-1，估计苯在熔化过程中的体积变化?解：K得m3g-1=1

7、.0086cm3mol-12.试由饱和蒸汽压方程（见附录A-2），在合适的假设下估算水在25℃时的汽化焓。解：由Antoine方程查附录C-2得水和Antoine常数是故Jmol-13.一个0.5m3的压力容器，其极限压力为2.75MPa，出于安全的考虑，要求操作压力不得超过极限压力的一半。试问容器在130℃条件下最多能装入多少丙烷？（答案：约10kg）解：查出Tc=369.85K,Pc=4.249MPa,ω=0.152P=2.75/2=1.375MPa,T=130℃由《化工热力学多媒体教学》软件，选择“计算模块”→“均相性质”→“PR状态方程”，

8、计算出给定状态下的摩尔体积，Vv＝2198.15cm3mol-1m=500000/2198.15*44=10008.4(g