热力学陈钟秀第三版习题答案.pdf

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1、第二章1推导范德华方程中的a，b和临界压缩因子及并将其化为对比态方程范德华方程：PRTaVbV2mm根据物质处于临界状态时：p2p()0()0VTCV2TCmm即其一阶，二阶导数均为零将范德华方程分别代入上式得：(p)RTC2a0（1）VTC(Vb)2V3mmcmc2p2RT6a()C0（2）V2TC(Vb)3V4mmcmc由（1），（2）式得3b（3）将（3）代入（1）得T8a（4）C27Rb将（3），（4）代入范德华方程的a(5)PC27b2则临界参数与范德华常数a，b关系为式（3），（4），（5）由以上关系式可得27R2T2RTPV

2、3Pb3aCCCCC64P8PRTRT8CCCCCC∵TTPPVVrTrPrVCCC∴TTrPPrVVrTPVCCC代入PRTa可推出VbV2PRTTa(6)rrcPVVbV2V2crcrC将（3），（4），（5）代入（6）的8T3Prr3V1V2rr即(P3)(3V1)8TrV2rrr2-1使用下述三种方法计算1的甲烷贮存在体积为0.1246m3、温度为50℃的容器中所产生的压力：（1）理想气体方程；（2）方程；（3）普遍化关系式。解：查附录表可知：Tc190.6K，p4.6MPa，Vc99cm3mol1，c0.008（1）理想气体

3、状态方程：nRT11038.214323.15p2.156107Pa21.56MPaV0.1246（2）R－K方程：0.4278R2Tc2.50.42788.3142190.62.5a3.225Pam3K0.5mol1p4.6106cRTc0.08678.314190.6b0.08672.987105m3mol1p4.6106cRTa8.314323.153.225pVbT0.5V(Va)(12.462.987)105323.150.51.246104(12.462.987)1051.9041

4、07Pa19.04MPa（3）遍化关系式法VrV1.2461041.262应该用铺片化压缩因子法Vc9.9105未知，需采用迭代法。ZRT8.314323.15Zp4.688ZrpV4.61061.246104c令Z0.875得：p4.10r查表2－8（b）和2－7（b）得：Z10.24，Z00.87ZZ0Z10.870.0080.240.872Z值和假设值一致，故为计算真值。ZRT0.8758.314323.15p1.877107Pa18.87MPaV1.2461042-2解：理想气体方程RT8.314510

5、V1696.1103m3/molP2.51061.696.1cm3/mol误差：1696.11480.714.54%1480.7Pitzer关系法从附录二中差得正丁烷的临界参数为T425.2KP3.800MPa0.193cc因此T425.21.199P2.50.658r510r3.800根据T和P值,查附录3表A1和表A2得Z0=0.8648和Z1=0.03761rr将此值代入ZZ0Z1求得Z0.86480.1930.03560.8720ZRT0.87208.314510VP2.51061479103m3/mol1479

6、cm3/mol误差：1480.714790.115%1480.72-4将压力为2.03、温度为477K条件下的2.83m3气体压缩到30.142m3，若压缩后温度448.6K，则压力为若干？分别用下述方法计算：解：查表得：403.611.28×106，0.25，72.53（1）方程：0.3746+1.54226×0.250-0.2699×0.2502=0.7433（T）0.87840.40492.3258×10-50.052260.01191Ah1hZ4.39161hB12hh21h12hh22=0.00119迭代计算0.9572

7、1.8699×10-3m315130压缩后V’’0.142/1513=9.385×10-5m30（'T）1K1T0.520.9247ra'(T)0.45724R2T2/P'(T)0.3985CC压缩后压力RTa'(T)p'22.129107PaV'bV'(V'b)b(V'b)（2）普遍化关系式。普遍化方程：BPCB0B1（1）RTCB00.0830.422/T1.6（2）rB10.1390