2-12. 维里方程可以表达成以下两种形式。
请证明： 3-12 证明状态方程表达的流体：
1） cp与压力无关；
2） 在等焓变化过程中，温度是随压力的下降而上升。
证明：（1）
又。cp与压力无关。
亦即 故：，在等焓变化过程中，温度是随压力的下降而上升。
3-13 某类气体的状态方程式为，试推导这类气体计算的hr和sr的表达式。
解：∵ 由可得：
同理 3-20解： 1）查饱和蒸气表得：70℃时。
2) 由表可知4.0mpa时，
故水蒸气处于过热状态。
由表可知4.0mpa ，280℃时，h=2901.8 kj·kg-1, s=6.2568 kj·kg-1·k-1
320℃时，h=30154.4 kj·kg-1, s=6.4553 kj·kg-1·k-1
由内插法求得，s=6.4 kj·kg-1·k-1时，对应的温度t=308.9℃，h=2983.75 kj·kg-1
3）查饱和蒸气表得，4.0mpa时，由于sl处于sg之间，故水蒸气为湿蒸气，且满足。
即 ，得。故
对应的温度为t=250.4℃
3-23解： 1）
3-25 解：（1）查423.15k，饱和水蒸汽。
查423.15k, 0.1mpa,过热蒸汽，423.15k, 0.15mpa, 过热蒸汽。
2）423.15k,0.14mpa, 过热蒸汽焓熵由线性内插求出：
3)等t可逆过程，体系放出热量为2099.03kj
由热力学第一定理知，
体系获得功量为1824.061kj
3-26 解： ①4mpa 饱和水蒸汽查表知：t=250.33℃
状态1过热度为150℃. 即 t=250.33+150=400.33℃
对应此状态点的焓、熵分别为h1、s1
查过热水蒸汽表知：400.33℃下。
2.5mpa时 h’=3240.7kg·kg-1 s’=7.0178 kj·kg-1·k-1
v’=0.12004m3·kg-1
5mpa 时 h”=3198.3 kg·kg-1 s”=6.65 kj·kg-1·k-1
v”=0.05779 m3·kg-1
内插求出4mpa ，400.33℃下对应的h 和s分别为：
经过绝热可逆过程， p2=50kpa
对应该压力下其饱和热力学参数查表知：
s2g=7.5947 kj·kg-1·k-1 h2g=2646.0 kj·kg-1
s2l=1.0912 kj·kg-1·k-1 h2l=340.56 kj·kg-1
v2g=3.24 m3·kg-1v2l=0.0010301 m3·kg-1
s2＜s2g
终态为湿蒸汽状态。
即有： 1 作图。
若过程在封闭体系进行。由热力学第一定律。
q=0即：体系从外界获功663.30 kj·kg-1
4-14 在一定t、p下，二元混合物的焓为其中，a=15000，b=20000，c = 20000 单位均为，求。
1) 组分1与组分2在纯态时的焓值、；
2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓、和无限稀释时的偏摩尔焓、。
解：（1）2）按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓，先求导：
将代入到偏摩尔焓计算公式中，得。
无限稀释时的偏摩尔焓、为：
4-15 在25℃，1atm以下，含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示：
式中h 单位为，、分别为组分的摩尔分数，求。
1) 用表示的偏摩尔焓和的表达式；
2) 组分1与2在纯状态时的、；
3) 组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓、；
4) 的表达式；
5) =0.5 的溶液中的和值及溶液的值。
解：（1）
5) 当时，4-16 溶液的体积是浓度的函数，若，试列出，的表达式，并说明a、b的物理意义（为溶质的摩尔数/1000克溶剂）；若已知。
式中、、均为常数，试把v（溶液的体积）表示的函数。
4-25 液态氩（1）-甲烷（2）系统的超额gibbs自由能函数表达式为。
其中系数a、b 如下。
试计算等摩尔混合物的。
1) 112.0k的两组分的活度系数，并描述的关系；
2) 混合热；
3) 超额熵；
4) 及时，和的极限值。
解：（1）112.0k，等摩尔混合时：
同样得。112.0k，等摩尔混合时：
2）混合热。
取。3）超额熵。
4）及时，和的极限值。
4-27 已知40℃和7.09mpa下，二元混合物的 mpa，求。
1) 时的、；
解：（1）同样得。
同样得。atm下，二元溶液中组分1的分逸度可表示为。
atm试求：
1) 纯组分1的逸度，逸度系数；
2) 组分1的亨利系数；
3) 组分1的活度系数（以为变量，以lewis-randall定则为标准态）；
4) 在给定t、p下，如何由的表达式确定；
5) 已知和的表达式，如何计算在给定t、p下二元混合物的？
解：（1）在atm下，纯组分1的逸度为。
纯组分1的逸度系数为。
2）组分1的亨利系数为。
3）以lewis-randall定则为标准态即，组分1的活度系数为。
4）在给定t、p下，根据gibbs-duhem方程来确定。
5）已知和的表达式，根据偏摩尔性质的集合性来计算混合物的。
5-14 氯仿（1）-乙醇（2）二元系统，55℃时其超额gibbs自由能函数表达式为
查得55℃时，氯仿和乙醇的饱和蒸汽压分别为。
试求：（1）假定汽相为理想气体，计算该系统在的55℃下数据。若有共沸点，并确定共沸压力和共沸组成；
2）假定汽相为非理想气体，已知该系统在55 ℃ 时第二virial 系数、、，计算该系统在55℃下数据。
解：根据组分的活度系数与溶液的超额gibbs自由能的关系式，对函数等式两边同时乘以n，经求导、整理可得。
1）假定假定汽相为理想气体，可采用汽液平衡关系式。
系统的总压为
组分1的摩尔分数为
计算方法为：取为.0，依次代入以上各式，即可计算出关系。如时，其他计算结果列于下表。
由上计算结果可知：
a) 该体系的曲线上，曲线出现最高点，则在曲线上对应有最低点，此类型体系采用margules方程计算能反映其特点。
b) 该体系为最大压力恒沸物体系，恒沸点时，，即r2
解知 恒沸组成。
恒沸压力 p = 86.28 kpa
2）假定气相为非理想气体，汽液平衡的计算式为。a)b)
仅是温度的函数，因 t = 55℃，故可计算。
c)由于是的函数，未知，无法求得，故采用计算机迭代求解。求解方法如图习题5=14所示。
计算结果如下：
是。调正p值否。否。是。是。
化工热力学作业
2 3 试根据r k方程2 10 导出常数a b与临界常数的关系式 17 2 4 某反应器容积为1.213m3，内有45.40kg乙醇蒸汽，温度为227 试用下列三种方法求出反应器的压力。已知实验值为2.75 mpa。a 用理想气体方程 b 用r k方程 c 用三参数普遍化关联法。2 7 试用下列三...
化工热力学作业
2 1 试分别用下述方法求出 053mpa下甲烷气体的摩尔体积。1 理想气体方程 2 rk方程 3 维里截断式 2 7 其中b用pitzer的普遍化关联法计算。2 3 根据rk方程 srk方程和pr方程，导出其常数a b与临界常数的关系式。2 4 反应器的容积为1.213，内有45.40kg乙醇蒸气...
化工热力学第5章作业答案
第5章相平衡和化学平衡。一 是否题。1.在一定压力下，组成相同的混合物的 温度和泡点温度不可能相同。错，在共沸点时相同，见书166页，图5 9，图5 10 2.由 1 2 两组分组成的二元混合物，在一定t p下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为，若体系加入10 mol 的组分 1 在相同t p下使体...