文档介绍：第3章均相封闭系统
一、是否题
体系经过一绝热可逆过程,其熵没有变化。
(对。)
吸热过程一定使体系熵增,反之,熵增过程也是吸热的。
(错。如一个吸热的循环,熵变为零)
热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。
(错。不需要可逆条件,适用于只有体积功存在的封闭体系)
象dU=TdS-PdV等热力学基本方程只能用于气体,而不能用于液体或固相。
(错。能用于任何相态)
当压力趋于零时,(是摩尔性质)。
(错。当M=V时,不恒等于零,只有在T=TB时,才等于零)
与参考态的压力P0无关。
(对)
纯物质逸度的完整定义是,在等温条件下,。
(错。应该是等)
理想气体的状态方程是PV=RT,若其中的压力P用逸度f代替后就成为了真实流体状态方程。
(错。因为逸度不是这样定义的)
当时,。
(错。当时,)
因为,当时,,所以,。
(错。从积分式看,当时,为任何值,都有;实际上,
逸度与压力的单位是相同的。
(对)
吉氏函数与逸度系数的关系是。
(错)
由于偏离函数是两个等温状态的性质之差,故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化。
(错。因为:)
由于偏离函数是在均相体系中引出的概念,故我们不能用偏离函数来计算汽化过程的热力学性质的变化。
(错。可以解决组成不变的相变过程的性质变化)
由一个优秀的状态方程,就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。
(错。还需要模型)
二、选择题
对于一均匀的物质,其H和U的关系为(B。因H=U+PV)
HU
H>U
H=U
不能确定
一气体符合P=RT/(V-b)的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2,则体系的S为
(C。)
0
对于一均相体系,等于(D。)
零
CP/CV
R
等于(D。因为)
吉氏函数变化与P-V-T关系为,则的状态应该为
(C。因为)
T和P下纯理想气体
T和零压的纯理想气体
T和单位压力的纯理想气体
填空题
状态方程的偏离焓和偏离熵分别是和;若要计算和还需要什么性质?;其计算式分别是和。
由vdW方程P=RT/(V-b)-a/V2计算,从(T,P1)压缩至(T,P2)的焓变为
;其中偏离焓是
。
对于混合物体系,。
四、计算题
试用PR状态方程和理想气体等压热容方程计算纯物质在任何状态的焓和熵。设在下的气体的焓和熵均是零。(列出有关公式,讨论计算过程,最好能画出计算框图)。
解:因为
其中,第一项和第二项分别由研究态和参考态的偏离焓计算(实际计算中要用计算软件来完成),第三项由理想气体热容积分计算得到。
其中,第一项和第二项分别由研究态和参考态的偏离熵计算(实际计算中要用计算软件来完成),第三项由理想气体热容积分和理想气体状态方程计算得到。
对于PR方程,标准偏离焓和标准偏离熵分别见表3-1(c),即
其中,
理想气体状态的焓,熵随温度和压力的变化,由理想气体的热容等计算,如
和
计算框图如下
℃变化到30MPa和300℃的焓变化和熵变化,既可查水的性质表,也可以用状态方程计算。
解:用PR方程计算。查附录A-1得水的临界参数Tc=;Pc=;ω=
另外,还需要理想气体等压热容的数据,查附录A-4得到,得到水的理想气体等压热容是
为了确定初、终态的相态,,故应查出初、终态温度所对应的饱和蒸汽压(附录C-1),P1s=;P2s=。体系的状态变化如下图所示。
计算式如下
由热力学性质计算软件得到,
初态(蒸汽)的标准偏离焓和标准偏离熵分别是和;
终态(蒸汽)的标准偏离焓和标准偏离熵分别是和;
另外,,得到和
所以,本题的结果是
试分别用PR方程和三参数对应态原理计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵。-1, Jmol-1K-1。(参考答案, Jmol-1, Jmol-1K-1)
解:查附录A-1得异丁烷的Tc=;Pc=;ω=
另外,还需要理想气体等压热容的数据,查附录A-4得到,得到异丁烷的理想气体等压热容是
(J mol-1 K-1)
初态是T0=300K,P0=;终态是T=360K的饱和蒸汽,饱和蒸汽压可以从Antoine方程计算,查附录A-2,得
(MPa)
所以,终态的压力P=Ps=
计算式如下,因为 Jmol-1和 Jmol-1K-1,由
得
又从
得
由热力学性质计算软件得到,T=360