工程热力学(张忠进华自强高青)第四版第十四章答案.pdf

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1、第十四章14-1列出辛烷(CH)在95%的理论空气量下燃烧时的化学818反应方程，已知生成物为CO、CO、HO及N。222解辛烷(CH)燃烧时的当量方程为：818C8H18+12.5O2+(12.5×3.76)N2→8CO2+9H2O+47N2在95%的理论空气量的情况下：C8H18+(12.5×0.95)O2+(47×0.95)N2→ACO2+BH2O+CCO+44.65N2写下列各元素的平衡方程：H:18=2×B;B=9C:8=A+C;C=8－AO:11.875×2=2A+B+C=2A+9+8－A=A+17A=23.75-17=6.75C=8－A=8－

2、6.75=1.25最后，可写出95%理论空气量时的燃烧方程为：C8H18+11.875O2+44.65N2→6.75CO2+9H2O+1.25CO+44.65N214-2试求丙烷(CH)在过量空气量为20%的空气中燃烧时38的空气燃料比。解丙烷(CH)燃烧时的当量方程为：38C3H8+5O2+5×3.76N2→3CO2+4H2O+18.8N2120%理论空气量时：C3H8+（5×1.2）O2+（6×3.76）N2→3CO2+4H2O+22.56N2+(0.2×5)O2燃料的摩尔数为1：空气的摩尔数为：6+22.56=28.56·184·化学热力学基础58.

3、5628.58×58.97空燃比：Z0==28.56;Zm0==18.811×4414-3设有某种碳氢化合物燃料在空气中燃烧。当取出生成物中的水分后，分析得到生成物的摩尔分数为y＝12.5%；yCOCO2＝0.5%；y＝3.0%；y＝84%，试求该燃烧过程的质量空气燃O2N2料比。解已知燃烧生成物的组成：y＝12.5%；y＝0.5%；y＝3.0%；y＝84%CO2COO2N2燃烧方程为：CxHy+22.34O2+84N2→12.5CO2+Z·H2O+0.5CO+84N2各元素的平衡方程：H:y=2×ZC:x=12.5+0.5=13O:22.34×2=12.

4、5×2+0.5+6+ZZ=13.18;y=2×Z=26.36燃烧方程为：C13H26.36+22.34O2+84N2→12.5CO2+13.18H2O+0.5CO+44.65N2+3O2(22.34+84)29.97质量空燃比为：Z0==16.891×13×12+26.3614-4试求丙烷(CH)的标准定压热值。38解丙烷(CH)燃烧时的当量方程为：38C3H8+5O2+5×3.76N2→3CO2+4H2O+18.8N2∆H=H−H=(H+H)−HpRCO2H2OC3H8(00)(0)=3H+4H−Hmfco2mfH2OmfC3H8=(3×(−393520

5、)+4×(−241810))−(−103800)=－2044027kJ/kmol化学热力学基础·185·低热值p2011027kJ/kmol(低热值)QH=−∆H=14-5试求气体状态辛烷(CH)的标准定压热值。818解辛烷(CH)燃烧时的当量方程为：818C8H18（g）+12.5O2+12.5×3.76N2→8CO2+9H2O（g）+47N2∆H=H−H=(H+H)−HpRCO2H2OC8H18000=8H+9H−HmfCO2mfH2OmfC8H18∆H=8()−393522+9(−241827)−(−208447)=－5116172kJ/kmol低热

6、值p5116172kJ/kmol(低热值)QH=−∆H=14-6设甲烷(CH)在温度为25℃的理论空气量中定压燃4烧，试求其理论燃烧温度。解甲烷(CH)燃烧时的当量方程为：4CH4+2O2+2×3.76N2→CO2+2H2O+7.52N2计算绝热燃烧温度时的能量方程:PQ=H−H=0;H=HHRpRp∑0∑(0)nHmf=nHmf+∆HmRP000H=(H+∆H)+2(H+∆H)+7.52∆HmfCH4mfCO2mCO2mfH2OmH2OmN2∆HmCO2+2∆HmH2O+7.52∆HmN20()00=H−H+2HmfCH4mfCO2mfH2O=−7487

7、3−[(−393522)(+2−241827)]=802303kJ/kmol用试凑法求理论燃烧温度,先设Tp=2300K,（查附表7，9，6）则有:∆H=109671kJ/kmol;mCO2∆HnH2O=88295kJ/kmol;∆H=67007kJ/kmolmH2·186·化学热力学基础代入能量方程后,等号左边为:109671+2×88295+67007×7.52=789153.64左边=789153.64＜802303=右边再设Tp=2400K,则有:∆H=115788kJ/kmol;mCO2∆HnH2O=93604kJ/kmol;∆H=70651kJ

8、/kmolmH2代入能量方程后,有:115788+2×93604+