化工热力学练习题

12－1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。2－2欲将25Kg、298K的乙烯装入0.1m3的刚性容器中，试问需多大压力：2－3分别用理想气体方程和Pitzer普遍化方法，计算510K、2。5MPa下，正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm3•mol-1。2－4将一刚性容器抽空，在液氮的常沸点下装到容积的一半，然后关闭这个容器，加热到21℃，试计算所产生的压力。液氮的摩尔体积在常沸点时为0.0347m3·kmol-1。2－5有一气体状态方程式VabVRTp，a和b是不为零的常数，则此气体是否有临界点？如果有请用a、b表示，如果没有请解释为什么没有。3-1对于服从VanDerWaals状态方程的气体，式求出（Cp-CV）的表达式，并证明这种气体的CV仅是温度的函数。3-2试用普遍化方法计算丙烷气体从378K、0.507MPa的初态变到463K、2.535MPa的终态时过程的ΔH和ΔS。已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为TCidp1775.099.22式中T用K表示，idpC用11KmolJ表示。4-1试证明RTGEi和iln即是RTGEi的偏摩尔量，又是ln的偏摩尔量和fln的偏摩尔4-2在一定温度和压力下，测得某二元体系的活度系数方程为：)25.0(ln1221xx)25.1(ln1212xx试问上述方程式是否满足Gibbs－Duhem方程？4-3在固定的T、p下，某二元液体混合物的摩尔体积为：212121)96(5090xxxxxxV式中V的单位为cm3·mol-1。试确定在该温度、压力状态下（1）用x1表示的1V和2V；2（2）无限稀释下液体的偏摩尔体积1V和2V的值，根据（1）所导出的方程式及V，计算1V、2V、1V和2V，然后对x1作图，标出V1、V2、1V和2V之点。6-1设有一台锅炉，水流入锅炉是之焓为62.7kJ·kg-1，蒸汽流出时的焓为2717kJ·kg-1，锅炉的效率为70％，每千克煤可发生29260kJ的热量，锅炉蒸发量为4.5t·h-1，试计算每小时的煤消耗量。状态p/MPat/℃U/m·s-1H/(kJ·kg-1)进口水0.196702292.98出口蒸汽0.09811052002683.86－2一台透平机每小时消耗水蒸气4540kg，水蒸气在4.482MPa、728K下以61m·s-1的速度进入机内，出口管道比进口管到底3m，排气速度366m·s-1。透平机产生的轴功为703.2kW，热损失为1.055×105kJ·h-1。乏气中的一小部分经节流阀降压至大气压力，节流阀前后的流速变化可忽略不计。式计算经节流后水蒸气的温度及其过热度。6－3试求在恒压下将2kg90℃的液态水和3kg10℃的液态水绝热混合过程所引起的总熵变。为简化起见，将水的热容取作常数，114184KkgJCp。6－4一发明者称他设计了一台热机，热机消耗热值为42000kJ·kg-1的油料0.5kg·min-1,其产生的输出功率为170kW，规定这热机的高温与低温分别为670K与330K，试判断此设计是否合理？6－5某工厂有一在1大气压下输送90℃热水的管道，由于保温不良，到使用单位，水温降至70℃，试计算热水由于散热而引起的有效能损失。已知环境温度为298K，水的热容4.184kJ·kg·K-1。6－6某换热器完全保温，热流体的流量为0.042kg·s-1，进、出口换热器时的温度分别为150℃和35℃，其等压热容为4.36kJ·kg-1·K-1。冷流体进出换热器时的温度分别为25℃和110℃，其等压热容为4.69kJ·kg-1·K-1。试计算冷热流体有效能的变化、损失功和有效能效率。