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化工热力学(下册)第二版-夏清-第2章-吸收答案

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(完整版)化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图

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化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。

苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。

t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。

以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。

温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。

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化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。

苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。

t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。

以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。

温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。

化工原理答案下册的.docx

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化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编 . 化工原理第二版（下册）. 天津大学出版）社 ,2011.8. ）第1 章蒸馏1.已知含苯 0.5 （摩尔分率）的苯 - 甲苯混合液，若外压为 99kPa，试求该溶液的饱和温度。

苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表。

t （℃） 80.1 859095100105x0.9620.7480.5520.3860.2360.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压**，由P，PB A于总压P = 99kPa ，则由 x = (P-P***B )/(P A -P B )可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡 t-x 图数据。

以 t = 80.1℃为例x = （ 99-40 ）/ （101.33-40 ）= 0.962同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当 x = 0.5时，相应的温度为92℃2. 正戊烷（ C5 H12）和正己烷（ C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa 下该溶液的平衡数据。

温度 C H223.1233.0244.0251.0260.6275.1 512291.7309.3K C6H14248.2259.1276.9279.0289.0304.8 322.8341.9饱和蒸汽压 (kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.653.2101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（ A）和 C6H14（B）的饱和蒸汽压以 t = 248.2*= 1.3kPa ℃时为例，当 t = 248.2 ℃时 P B*查得 P A = 6.843kPa得到其他温度下 A?B 的饱和蒸汽压如下表t( ℃) 248251 259.1 260.6 275.1 276.9 279289 291.7304.8 309.3*P A (kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当 t= 260.6***)℃时 x = (P-P B)/(P A-P B=（ 13.3-2.826） / （13.3-2.826）= 1平衡气相组成以 260.6 ℃为例当 t= 260.6*×1/13.3 = 1℃时 y = P A x/P = 13.3同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t( ℃ )260.6275.1 276.9 279289x10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题 2 的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的 x-y 数据，并与习题 2 的结果相比较。

(完整版)化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图

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化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。

苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。

t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。

以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。

温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。

化工热力学第二章答案

化工热力学第二章答案

化工热力学第二章答案
化工热力学是研究化学体系热力学性质及其变化规律的一门学科，是化学工程学的重要基础学科。

在化工热力学的学习中，第二章是一个基础的章节，主要介绍了熵的基本概念、状态函数以及热力学第二定律等内容。

首先，我们来谈谈熵的概念。

熵是一个描述系统无序程度的物理量，是热力学中的一个基本概念。

熵的单位是焦耳每开尔文（J/K），表示系统在一个可逆过程中吸收的热量与温度之积的比值。

我们可以将熵理解为一个系统的混乱程度，系统越混乱，熵就越大。

接着，我们谈谈状态函数。

状态函数是描述一个物理系统状态的函数，其值只与系统的当前状态有关，与系统的路径无关。

在热力学中，熵就是一个状态函数。

这就意味着，无论系统的变化如何，系统的熵值总是保持不变的。

这种性质使得熵成为了热力学中非常重要的一个概念。

最后，我们来讲述一下热力学第二定律。

热力学第二定律是热力学中的一个基本定律，它规定了热在现实过程中的流动方向。

热力学第二定律有许多不同的表述方法，其中最著名的一种是克
劳修斯表述。

克劳修斯表述规定，在闭合系统中，熵总是增加的，而不会减少。

也就是说，在一个中气体扩散，热量流到低温区域
的过程中，总是熵增加。

总之，熵、状态函数以及热力学第二定律都是化工热力学中非
常基础的概念和定律。

掌握好这些概念和定律，可以帮助我们更
好地理解化学过程和物理过程中的热力学变化，也可以更好地进
行热力学分析和计算。

化工热力学答案--第二版

化工热力学答案--第二版
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相等，初态和终态的温度分别为T1和T2，则该过程的 ；同样，对于初、终态压力相等的过程有 。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。）
解：查附录得Antoine常数：A=6.8146,B=2151.63,C=-36.24
临界参数Tc=425.4K,Pc=3.797MPa,ω=0.193
修正的Rackett方程常数：α=0.2726,β=0.0003
由软件计算知 ，
利用Rackett方程
5.试计算一个125cm3的刚性容器，在50℃和18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（PR方程可以用软件计算）。
解：（a）等温过程
mol
(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化
K
mol
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。）
2.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。）
3.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。）

化工热力学答案课后总习题答案详解

化工热力学答案课后总习题答案详解

化工热力学答案—课后总习题答案详解第二章习题解答一.问答题：2-1为什么要研究流体的"VT关系？【参考答案】：流体P-V-T关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设讣、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。

（I）流体的PVT关系可以直接用于设汁。

（2）利用可测的热力学性质（T, P, V等）计算不可测的热力学性质（H, S, G.等）。

只要有了旷/T关系加上理想气体的C；；, 可以解决化工热力学的大多数问题匚以及该区域的特征：同时指岀其它重要的点、2- 2 ⅛ P-V图上指出超临界萃取技术所处的区域,而以及它们的特征。

【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：环、P>Pco2）临界点C的数学特征：（^PM Z）/ =° （在C点）（$2p/刃2）・0 （在C点）3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线：4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。

5）过冷液体区的特征：给左压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。

6）过热蒸气区的特征：给左压力下蒸气的温度髙于该压力下的露点温度。

7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。

2-3要满足什么条件，气体才能液化？【参考答案】：气体只有在低于7；条件下才能被液化。

2-4不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决左偏离理想气体程度的最本质因素？【参考答案】：不同。

真实气体偏离理想气体程度不仅与7∖ P有关，而且与每个气体的临界特性有关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子7；, /和Q。

2-5偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个槪念？它可以直接测呈:吗？【参考答案】：偏心因子。

为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。

其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氮，氟、毎）在形状和极性方而的偏心度。

为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。

化工热力学(下册)第二版-夏清-第2章-吸收答案

化工热力学(下册)第二版-夏清-第2章-吸收答案

第二章 吸收1. 从手册中查得101.33 KPa 、25 ℃时，若100 g 水中含氨1 g ，则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987 KPa 。

已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H (kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。

解：（1） 求H 由33NH NH C P H *=.求算.已知：30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出：以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为31000/kg m .则：333331/170.582/100110000.582/0.590/()0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *==+∴===⋅ (2). 求m .由333333330.9870.00974101.331/170.01051/17100/180.00974/0.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ****======+=== 2. 101.33 kpa 、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=3.31×106x 表示。

式中：P O2为氧在气相中的分压，kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。

试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。

解： 氧在空气中的摩尔分数为0.21.故： 222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O aO O P Py kP P x -==⨯====⨯⨯⨯ 因2O x 值甚小，故可以认为X x ≈即：2266.4310O O X x -≈=⨯ 所以：溶解度6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg O kg H O m H O --⎡⎤⨯⨯==⨯=⎢⎥⨯⎣⎦3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2，其余为空气。

化工热力学习题及答案 第二章 流体的PVT关系

化工热力学习题及答案 第二章 流体的PVT关系

第二章 流体的PVT 性质2－1使用下述三种方法计算1kmol 的甲烷储存在容积为0.1246m3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少？（1） 理想气体状态方程；（2） Redlich －Kwong 方程；（3） 普遍化关系式。

解：查附录表可知：K Tc 6.190=，MPa p c 6.4=，1399-⋅=mol cm Vc ，008.0=ω（1）理想气体状态方程：MPa Pa V nRT p 56.2110156.21246.015.323214.810173=⨯=⨯⨯⨯== （2）R －K 方程：15.0365.225.22225.3106.46.190314.84278.04278.0-⋅⋅⋅=⨯⨯⨯==mol K m Pa p Tc R a c 135610987.2106.46.190314.80867.00867.0--⋅⨯=⨯⨯⨯==mol m p RTc b c 545.055.010)987.246.12(10246.115.323225.310)987.246.12(15.323314.8)(---⨯+⨯⨯⨯-⨯-⨯=+--=a V V T a b V RT p MPa Pa 04.1910904.17=⨯=（3） 遍化关系式法226.1109.910246.154=⨯⨯==--Vc V Vr 应该用铺片化压缩因子法 Pr 未知，需采用迭代法。

Z Z V p ZRT p c r 688.410246.1106.415.323314.846=⨯⨯⨯⨯==- 令875.0=Z 得：10.4=r p查表2－8（b ）和2－7（b ）得：24.01=Z ，87.00=Z872.024.0008.087.010=⨯+=+=Z Z Z ωZ 值和假设值一致，故为计算真值。

MPa Pa V ZRT p 87.1810877.110246.115.323314.8875.074=⨯=⨯⨯⨯==- 2－2 欲将25Kg 、298K 的乙烯装入0.1m 3的刚性容器中，试问需多大压力： 解：乙烯的摩尔数：mol n 857.8922825000==乙烯的摩尔体积：)(1012.1857.8921.0134--⋅⨯==mol m V 查表得：K Tc 4.282=，)(10129136--⋅⨯=mol m Vc ，MPa p c 036.5=，085.0=ω28682.01029.11012.144=⨯⨯=--r V 可见由普遍化压缩因子法计算 0552.14.282298==Tr Z Z V ZRT p r 7410212.21012.1298314.8⨯=⨯⨯⨯==- （A ） 有由r r c p p p p 610036.5⨯==10Z Z Z ω+= （B ） 设Z 值代入A 式求p ，由Pr 、Tr 查图得Z0和Z1，代入B 式迭代求解Z 结果为：45.1=r p ，33.0=ZMPa Z p 677103.733.010212.210212.2⨯=⨯⨯=⨯=2－3 分别用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K 、2。

化工热力学答案第二版完整版

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化工热力学答案第二版 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】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βα,。

在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则βα,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相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的⎰=21T T V dT C U ∆；同样，对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。

（对。

状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。

） 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(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做以V 表示)以P 表示)。

3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知igP C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则A 等容过程的 W = 0 ，Q =()1121T P P R C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，∆U =()1121T P P R C ig P ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--，∆H =1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。

B 等温过程的 W =21lnP P RT -，Q =21ln P PRT ，∆U = 0 ，∆H = 0 。

C 绝热过程的 W =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211igPC RigPP P R V P R C ，Q = 0 ，∆U =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11211ig PC RigPP P R V P R C ，∆H =1121T P P C ig P C R ig P⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛。

化工热力学答案课后总习题答案详解

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化工热力学答案课后总习题答案详解化工热力学答案_课后总习题答案详解第二章习题解答一、问答题：2-1为什么要研究流体的pVT关系？【参考答案】：流体p-V-T关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。

（1）流体的PVT关系可以直接用于设计。

（2）利用可测的热力学性质（T，P，V等）计算不可测的热力学性质（H，S，G，等）。

只要有了p-V-T关系加上理想气体的idC，可以解决化p工热力学的大多数问题。

2-2在p-V图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。

【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T>T c、p>p c。

2）临界点C的数学特征：3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线；4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。

5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。

6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。

7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。

2-3 要满足什么条件，气体才能液化？【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。

2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？【参考答案】：不同。

真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有关，()()()()点在点在C V P C V P T T 0022==∂∂∂即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，rP 和ω。

2-5 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？【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。

其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。

参考答案 化工热力学 第二版 (马沛生 著) 化学工业出版社 课后答案 第二章习题答案

参考答案 化工热力学 第二版 (马沛生 著) 化学工业出版社 课后答案 第二章习题答案

答 迭代求解，初值为：V = RT = 3.5m3 ⋅ kmol−1 后p
课 迭代结果为：V = 3.39m3 ⋅ kmol−1
（2） 压缩功 − ∂W = pdV
由（A）式得：
p
=
RT
⎛ ⎜
1
⎝V
B +
V2
C +
V3
⎞ ⎟
，则：
⎠
∫ W
=
−RT
V2 ⎛ 1 ⎜
V1 ⎝ V
B +
V2
C &）。请将该变化过程表示在 p –V 图上，并描述在加热过程中各点的状态和现象。
解：由于加热过程是等容过程，1→C→2 是一条V = VC 的等容线，所以在 p –V 图可以表示
为如图的形式。点 1 表示容器中所装的是该物质的汽液混合物（由饱和蒸汽和饱和液体组 成）。沿 1－2 线，是表示等容加热过程。随着过程的进行，容器中的饱和液体体积与饱和蒸 汽体积的相对比例有所变化，但由图可知变化不是很大。到了临界点 C 点时，汽液相界面 逐渐消失。继续加热，容器中一直是均相的超临界流体。在整个过程中，容器内的压力是不 断增加的。
m 法来估算。 co 2－8．简述对应状态原理。 . 答：对比态原理认为，在相同的对比状态下，所有的物质表现出相同的性质。 aw 对比态原理是从适用于 p –V -T 关系两参数对比态原理开始的，后来又发展了适用于许多热 d 力学性质和传递性质的三参数和更多参数的对比态原理。 kh 2－9．如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？ . 答：对于真实流体，由于组分的非理想性及由于混合引起的非理想性，使得理想的分压定律 www 和分体积定律无法准确地描述流体混合物的 p –V -T 关系。如何将适用于纯物质的状态方程
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ﻩ第二章 吸收ﻩ１． 从手册中查得１01.33 KPa 、２5 ℃时,若1０0 ｇ水中含氨１ g,则此溶液上方的氨气平衡分压为０．987 K Ｐａ。

已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H （ｋmol/ (m 3·k Ｐa)）及相平衡常数m 。

解：（1） 求H 由33NH NH C P H *=.求算.已知:30.987NH a P kP *=．相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出:以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为31000/kg m ．则：333331/170.582/100110000.582/0.590/()0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *==+∴===⋅ (２). 求m .由333333330.9870.00974101.331/170.01051/17100/180.00974/0.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ****======+=== 2. １0１.３3 kpa 、1０ ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=3.３1×106x 表示。

式中：P Ｏ2为氧在气相中的分压，k Ｐa 、ｘ为氧在液相中的摩尔分数。

试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧。

解: 氧在空气中的摩尔分数为0.21.故： 222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O aO O P Py kP P x -==⨯====⨯⨯⨯ 因2O x 值甚小，故可以认为X x ≈即:2266.4310O O X x -≈=⨯所以:溶解度6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg O kg H O m H O --⎡⎤⨯⨯==⨯=⎢⎥⨯⎣⎦3. 某混合气体中含有2％(体积)CO ２，其余为空气。

混合气体的温度为30 ℃，总压强为506.6 kPa 。

从手册中查得３0 ℃时CO ２在水中的亨利系数E =1．８8ｘ1０5 KPa,试求溶解度系数H (kmol/（m 3·kPa 、))及相平衡常数ｍ，并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。

解：（１). 求H 由2H O H EM ρ=求算．24351000 2.95510/()1.881018a H O H kmol m kP EM ρ-===⨯⋅⨯⨯ (2）． 求m51.8810371506.6Em ρ⨯=== (1) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO(2)(3) 2255506.60.0210.1310.13 5.39101.8810CO aCO P kP P x E **-=⨯====⨯⨯ 因x 很小，故可近似认为X x ≈552222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---⎡⎤⎡⎤=⨯=⨯⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎡⎤=⨯⎢⎥⎣⎦故100克水中溶有220.01318CO gCO 4．在1０1．33 k Ｐa 、0 ℃下的O ２与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。

已知相距0.2 cm 的两截面上O 2的分压分别为13.33 ｋＰa 和6．67 ｋPa ，又知扩散系数为0.185 cm 2／s,试计算下列两种情况下Ｏ2的传递速率,ｋmol/(m 2·s):(1) O 2与CO 两种气体作等分子反向扩散。

(2) C Ｏ气体为停滞组分。

解: (１) 等分子反向扩散时2O 的传递速率:122523125523()0.185/ 1.8510/.273101.325.0.221013.33. 6.671.8510(13.33 6.67) 2.7110(/)8.314273210A A A a A a A aA D N P P RTZD cm s m s T KP kP Z cm mP kP P kP N kmol m s -----=-==⨯====⨯==⨯∴=⨯-=⨯⋅⨯⨯⨯（2) 2O 通过停滞CO 的扩散速率52123152 1.8510101.33101.33 6.67()ln ln 8.314273210101.3313.333.0110/B A A A Bm B P DP DP N P P RTZP RTZ P kmol m s---⨯⨯-=-==⨯⨯⨯-=⨯⋅5． 一浅盘内存有2 ｍm 厚的水层,在20 ℃的恒定温度下逐渐蒸发并扩散到大气中。

假定扩散始终是通过一层厚度为５ mm 的静止空气膜层,此空气膜层以外的水蒸气分压为零。

扩散系数为2.６0×1０-５ ｍ2/ｓ,大气压强为1０1.3３ KPa 。

求蒸干水层所需的时间。

解: 这是属于组分()A 通过停滞组分的扩散。

已知扩散距离(静止空气膜厚度)为3510Z m -=⨯.水层表面的水蒸气分压(20)C 的饱和水蒸气压力为1 2.3346A a P kP =．静止空气膜层以外；水蒸气分压为20A P =522.610/.101.33.27320293a D m s P kP T K -=⨯==+=单位面积上单位时间的水分蒸发量为52123162 2.610101.33101.33()ln ln 8.314293510101.33 2.33465.0310/()B A A A Bm B P DP DP N P P RTZP RTZ P kmol m s ---⨯⨯=-==⨯⨯⨯-=⨯⋅故液面下降速度：685.0310189.0710/998.2A A L d N M m s d δθρ--⋅⨯⨯===⨯ 水层蒸干的时间:348510 2.20510 6.125/9.0710h h s h d d θθ--⨯===⨯=⨯6． 试根据马克斯韦尔－吉利兰公式分别估算0 ℃、1０1.３３ kPa 时氨和氯化氢在空气中的扩散系数D (m 2/s)，并将计算结果与表2-２中的数据相比较。

解：(１)． 氨在空气中的扩散系数.查表2.4知道,空气的分子体积：329.9/B V cm mol =氨的分子体积：325.8/A V cm mol =又知29/.17/B A M g mol M g mol ==则0.101.33a C kP 时,氨在空气中的扩散系数可由Maxwea Gilliland 式计算. 353/21/2521/31/3114.3610(273)()17291061410/101.33(25.8)(29.9)NH D m s --⨯⨯⨯+==⨯⎡⎤⨯+⎣⎦(2) 同理求得521.32310/HCl D m s -=⨯7. 在101．3３ kPa 、27 ℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。

甲醇在气、液两相中的组成都很低,平衡关系服从亨利定律。

已知溶解度系数H =1．9５5 k ｍol/(ｍ3·kPa),气膜吸收系数k Ｇ=１.55×１０-5 kmol/(m 2·ｓ·kP ａ)，液膜吸收系数ｋＬ=2.08×10-5 kmo ｌ／(m ２·ｋmol/m 3)。

试求总吸收系数K G ，并算出气膜阻力在总阻力中所占百分数。

解: 总吸收系数525511 1.12210/()11111.5510 1.955 2.0810G a G C K kmol m s kP k Hk ---===⨯⋅⋅++⨯⨯⨯气膜P 助在点P 助中所占百分数．1/ 1.12272.31/1/ 1.55G G C k k Hk ==+ ８. 在吸收塔内用水吸收棍子空气中的甲醇,操作温度27 ℃，压强10１.33 KPa 。

稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为5 kPa,液相中甲醇组成为2.１1 kmol ／m 3。

试根据上题中的有关数据算出该截面上的吸收速率。

解： 吸收速率()A G A A N K P P *=-由上题已求出521.12210/()G a k kmol m s kP -=⨯⋅⋅又知：31.955/()a H kmol m kP =⋅则该截面上气相甲醇的平衡分压为/ 2.11/1.955 1.08.5.A a A a P C H kP P kP *====则55221.12210(5 1.08) 4.410/()0.1583/()A N kmol m s kmol m h --=⨯⨯-=⨯⋅=⋅9. 在逆流操作的吸收塔中，于10１.３３ kpa 、25 ℃下用清水吸收混合气中的H 2S ,将其组成由２%降至0．1９６ (体积)。

该系统符合亨利定律。

亨利系数E =5．5２×１６ kP ａ。

若取吸收剂用量为理论最小用量的1２倍，试计算操作液气比V L 及出口液相组成1X 若压强改为1013 kPa,其他条件不变，再求V L手及1X解: (1) 求101.33a kP 下，操作液气比及出口液相组成。

41112222 5.5210545.101.330.020.0204110.020.0010.001110.001E m P y Y y y Y y X ⨯======--===--= 最小液气比12min 120.02040.001()518.0.0204/545Y Y L Y V X m--===- 操作液气比为min 1.2() 1.2518622.L L V V=⨯=⨯= 出口液相浓度12125()10(0.02040.001) 3.1210622V X X Y Y L-=+-=+⨯-=⨯（2) 求1013a kP 下的操作液气比及出口液组成45.5210545.1013E m P ⨯=== 则：'12min 120.02040.0001()51.80.0204/5451.251.862.2Y Y L Y V X mL V--===-=⨯= 出口液相组成：''41212'1()0(0.02040.001) 3.121062.2V X X Y Y L -=+-=+⨯-=⨯ 11． 在１０1.33 kPa 下用水吸收据于空气中的氨。

已知氨的摩尔分数为0.1,混合气体于40 ℃下进入塔底,体积流量为0.55６ ｍ3/ｓ,空塔气速为1.2 m ／s 。

吸收剂用量为理论最小用量的1.1倍,氨的吸收率为95%,且已估算出塔内气相体积吸收总系数Ya K 的平均值为0.１112s)kmol/(m 3⋅。