[3-11单组元流体的热力学基本关系式有哪些? [3-2]本章讨论了温度、压力对H、S的影响,为什么没有讨论对U的影响? [3-3]如何理解剩余性质?为什么要提出这个概念? [3-4]热力学性质图和表主要要哪些类型?如何利用体系(过程)的特点,在各种图上确 定热力学的状态点? [3-5].推导以下方程 U 式中T、V为独立变量 3-6试证明 (a)以T、V为自变量时焓变为 dH=c dT+ op (b)以7、p为自变量时焓变为 dh=v+Cr op P+c/OT d dI [3-7]试使用下列水蒸汽的第二维里系数计算在5732K和50663kPa下蒸汽的Z、H及 T/K 563.2 573.2 583.2 B/cm.mol 119 113 [3-8]利用合适的普遍化关联式,计算 1 kmol的1,3-丁二烯,从2.53MPa、400K压缩至 126MPa、550K时的△H,AS,△V,△U。已知1,3-丁二烯在理想气体状态时的恒压热容 为:Cg=22738+2228×10-T-7.388×10-5T2 k. kmol-.K,1,3-丁二烯的临 界常数及偏心因子为T=425K,P=432MPa,=21×10°m3,mol,O=0.193 [3-9假设氯在300K、1.013×10°Pa下的焓值和熵值为0,试求500K、1013×107Pa下氯 的焓值和熵值。 [3-10].试用普遍化方法计算二氧化碳在473.2K、30MPa下的焓与熵。已知在相同条件下, 二氧化碳处于理想状态的焓值为8377Jmol-l,熵为25.86J· mol-. K-。 [3-11]试计算93℃、2.026MPa条件下,lmol乙烷的体积、焓、熵和内能。设0.1013MPa
[3－1]. 单组元流体的热力学基本关系式有哪些？ [3－2]. 本章讨论了温度、压力对 H、S 的影响，为什么没有讨论对 U 的影响？ [3－3]. 如何理解剩余性质？为什么要提出这个概念？ [3－4]. 热力学性质图和表主要要哪些类型？如何利用体系（过程）的特点，在各种图上确 定热力学的状态点？ [3－5]. 推导以下方程 T T V p V S ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ ， p T p T V U T V ⎟ − ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ 式中 T、V 为独立变量 [3－6]. 试证明 (a)以 T、V 为自变量时焓变为 V V p V T p TT T p VCH V V T V d d d⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ ⎥ + ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ += (b)以 T、p 为自变量时焓变为 V V T Cp p T CVH p p V d V d ⎟ d ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ += [3－7]. 试使用下列水蒸汽的第二维里系数计算在 573.2K 和 506.63kPa 下蒸汽的 Z、 R H 及 S R 。 T/K 563.2 573.2 583.2 3 -1 B ⋅ molcm/ －125 －119 －113 [3－8]. 利用合适的普遍化关联式，计算 1kmol的 1，3－丁二烯，从 2.53MPa、400K压缩至 12.67MPa、550K时的 ΔΔΔ ,,, ΔUVSH 。已知 1，3－丁二烯在理想气体状态时的恒压热容 为： ，1，3－丁二烯的临 界常数及偏心因子为 ＝425K， ＝4.32MPa，Vc＝221×10 1 25 C T 10388.710228.2738.22 T ig p − − ×−×+= -1-1 ⋅⋅ KkmolkJ Tc pc -6 3 1 molm − ⋅ ，ω ＝0.193 [3－9]. 假设氯在 300K、1.013×105 Pa下的焓值和熵值为 0，试求 500K、1.013×107 Pa下氯 的焓值和熵值。 [3－10]. 试用普遍化方法计算二氧化碳在 473.2K、30MPa 下的焓与熵。已知在相同条件下， 二氧化碳处于理想状态的焓值为 8377 ⋅ molJ −1 ，熵为 25.86 ⋅⋅ KmolJ -1-1 。 [3－11]. 试计算 93℃、2.026MPa 条件下，1mol 乙烷的体积、焓、熵和内能。设 0.1013MPa， 1
18℃时乙烷的焓、熵为零。已知乙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容 C=10083+239.304×10-37-73.358×10-73J(molK) [3-12].1kg水蒸汽装在带有活塞的钢瓶中,压力为689×10Pa,温度为260℃。如果水蒸 气发生等温可逆膨胀到241×10Pa。问蒸汽作的功为多少?在此过程中蒸气吸收的热量为 多少? [3-13]一容器内液态水和蒸汽在IMPa压力下处于平衡状态,质量为1kg。假设容器内液 态和蒸汽各占一半体积,试求容器内的液态水和蒸汽的总焓。 3-141k和B分别是压缩系数和膨胀系数,其定义为=-1(H和阝 试证明/9 =0。对于通常状态下的液体,k和B都是7和p的弱函数,在T,p 变化范围不是很大的条件下,可以近似处理成常数。证明液体从(T1,p1)变化到(2,p2) 过程中,其体积从变化到H2。则nn=B(72-71)-x(P2-P1) [3-15]在7-S图和ln-H上示意性地画出下列过程 (1)过热蒸气等压冷却,冷凝,冷却成为过冷液体; (2)饱和蒸气可逆绝热压缩至过热蒸气; (3)接近饱和状态的气液混合物,等容加热、蒸发成过热蒸气 (4)饱和液体分别作等焓和等熵膨胀成湿蒸气 (5)过冷液体等压加热成过热蒸气。 [3-16]空气在膨胀机中进行绝热可逆膨胀。始态温度T1为230K、压力p1为1013×10Pa (1)若要求在膨胀终了时不出现液滴,试问终压不得低于多少? (2)若终压为1013×105Pa,空气中液相含量为多少?终温为多少?膨胀机对外做功多 少? (3)若自始态通过节流阀膨胀至1013×105Pa,终温为多少?
－ 18 ℃时乙烷的焓、熵为零。已知乙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容 ( ) 3 26 1 KmolJ10358.7310304.239083.10 − − − C T T ⋅⋅×−×+= ig p 。 [3－12]. 1kg水蒸汽装在带有活塞的钢瓶中，压力为 6.89×105 Pa，温度为 260℃。如果水蒸 气发生等温可逆膨胀到 2.41×105 Pa。问蒸汽作的功为多少？在此过程中蒸气吸收的热量为 多少？ [3－13]. 一容器内液态水和蒸汽在 1MPa 压力下处于平衡状态，质量为 1kg。假设容器内液 态和蒸汽各占一半体积，试求容器内的液态水和蒸汽的总焓。 [3－14]. κ 和 β 分别是压缩系数和膨胀系数，其定义为 T p V V ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ −= 1 κ 和 T p V V ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = 1 β ， 试证明 ⎟ = 0 ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ T Tp p κβ 。对于通常状态下的液体，κ 和 β 都是T和p的弱函数，在T，p 变化范围不是很大的条件下，可以近似处理成常数。证明液体从（T1，p1）变化到（T2，p2） 过程中，其体积从V1变化到V2。则 12 12 )()(ln 1 2 ppTT V V β κ −−−= 。 [3－15]. 在 T－S 图和 lnp－H 上示意性地画出下列过程 （1） 过热蒸气等压冷却，冷凝，冷却成为过冷液体； （2） 饱和蒸气可逆绝热压缩至过热蒸气； （3） 接近饱和状态的气液混合物，等容加热、蒸发成过热蒸气； （4） 饱和液体分别作等焓和等熵膨胀成湿蒸气。 （5） 过冷液体等压加热成过热蒸气。 [3－16]. 空气在膨胀机中进行绝热可逆膨胀。始态温度T1为 230K、压力p1为 101.3×105 Pa。 （1）若要求在膨胀终了时不出现液滴，试问终压不得低于多少？ （2）若终压为 1.013×105 Pa，空气中液相含量为多少？终温为多少？膨胀机对外做功多 少？ （3）若自始态通过节流阀膨胀至 1.013×105 Pa，终温为多少？ 2
