化工热力学答案(3章)

1 3 -1 . 物质的体积膨胀系数 和等温压缩系数k 的定义分别为：1PVVT，1TVkVP 。试导出服从Vander Waals 状态方程的 和k 的表达式。 解：Van der waals 方程2RTaPVbV 由Z=f(x,y)的性质1yxzzxyxyz 得 1TPVPVTVTP  又 232TPaRTVVVb  VPRTVb  所以 2321PaRTVVbVTRVb   3232PRVVbVTRTVa Vb  故 22312PRVVbVVTRTVa Vb 222312TVVbVkVPRTVa Vb  3 -2 . 某理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa，温度为93℃，反抗一恒定的外压力3.45 MPa而等温膨胀，直到两倍于其初始容积为止，试计算此过程之U、 H、 S、 A、 G、 TdS、pdV、Q 和W。 解：理想气体等温过程，U=0、 H=0 ∴ Q=-W=21112ln2VVVVRTpdVpdVdVRTV=2109.2 J/mol ∴ W=-2109.2 J/mol 又 PPdTVdSCdPTT  理想气体等温膨胀过程dT=0、PVRTP  ∴ Rd Sd PP  ∴ 222111lnlnln2SPPPSPSdSRdPRPR   =5.763J/(mol· K) AUT S  =-366× 5.763=-2109.26 J/(mol·K) GHT SA   =-2109.26 J/(mol·K) TdST SA =-2109.26 J/(mol· K) 21112ln2VVVVRTpdVpdVdVRTV=2109.2 J/mol 3 -3 . 试求算 1kmol 氮气在压力为10.13MPa、温度为773K 下的内能、焓、熵、VC 、pC 和自由焓之值。 2 假设氮气服从理想气体定律。已知： （1）在0.1013 MPa 时氮的pC 与温度的关系为27.220.004187 J / mol KpCT； （2）假定在0℃及0.1013 MPa 时氮的焓为零； （3）在298K 及0.1013 MPa 时氮的熵为191.76J/(mol·K)。 3 -4 . 设氯在27℃、0.1 MPa 下的焓、熵值为零，试求227℃、10 MPa 下氯的焓、熵值。已知氯在理想气体状态下的定压摩尔热容为 36231.69610.144104.03810J / mol KigpCTT 解：分析热力学过程 300K 0.1 MPa H=...