2-1. 试分别用下述三种方法求出、下甲烷气体的摩尔体积。（a）用理想气体方程；（b）用R-K方程；（c）用维里截断式（2－7）。其中B用皮策的普遍化关联法计算。
解：（1）用理想气体方程：
Vm== =0.00138m3·mol-1
（2）用R—K方程：
查附
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
1：甲烷的TC=190.6K，PC=4.60MP，ω=0.008
a==3.22170×106m6·Pa·kmol-2·K0.5
b==0.029847m3·kmol-1
迭代：将代入得，
反复迭代，迭代三次。
（3）用维里截断式（2—7），B用皮策的普遍化关联法计算：
，
式（2—7）：
2-2. 某含有丙烷的的容器具有的耐压极限。出于安全考虑，规定进容器的丙烷在温度下，其压力不得超过耐压极限的一半。试求可以充进容器的丙烷为多少千克？已知丙烷的摩尔质量为。
解：（1）用理想气体方程求，
（2）用普遍化R—K方程求，
查附表1：丙烷
迭代求Z：
得：Z=0.9094
2—3 试根据 R—K方程（式2－10）导出常数a、b与临界常数的关系式（式（2－15）和式（2－16））。
由（1）式：
由（2）式：
两式相比：
则：
所以：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image037.gif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image039.gif" \* MERGEFORMATINET
代入
得：
代入R—K方程：
所以：；
2-4 某反应器容积为，内有乙醇蒸汽温度为。试分别用下述三种方法求出反应器的压力。已知实验值为。（a）用理想气体方程；（b）用R-K方程；（c）用维里截断式（2－7）。
解：（1）用理想气体方程
误差：
（2）用R—K方程
乙醇：，
误差：
（3）用三
参数
转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应
普遍化关联 （用维里方程关联，）
， ，
查图2-6…2-8：，
误差：
2-5 某气体符合R—K方程，在温度高于当时，试推导以下两个极限斜率的关系式：
（a），（b） 。两式中应包含温度T和R-K方程的常数a 或b。（提示： ）
解：因R—K是以P为因变量的关系式，故所求导数需计算如下：
………………………（1）
R—K方程可写成两种形式：
、
由以上方程可求得：
………………（2）
……………（3）
将（2）（3）式代入（1）式，整理后得：
………（4）
由（4）得到：、
2-6 试分别用普遍化R—K方程与SRK方程求算丁烷蒸汽在350K、下的压缩因子。已知实验值为0.7731。
解：（1）用普遍化R—K方程
， ，
，
迭代：取初值
迭代七次， 误差：
（2）用SRK方程：
迭代：取初值
迭代六次： 误差：
2-7 试用下列三种方法计算、水蒸气的Z与V。（1）用维里截断式（2-8），已知第二和第三维里系数实验值为和；（2）用维里截断式2-7，其中B用皮策的普遍化关联法计算；(3) 用水蒸气表计算。
解：（1）用维里截断式（2-8）
，
取理想气体为初值：
迭代：
所以：
（若用迭代得：，）
（2）用维里截断式2-7，B用皮策普遍化关联
(3) 用水蒸气表计算：
查表得过热蒸汽：
则：
2-8. 估算时乙硫醇的液体的摩尔体积。已知实验值为。乙硫醇的物性为， ， ， ，的饱和液体密度为。
解：（1）用雷克特方程计算
误差：
（2）用改进的雷克特方程
时：
做参比
，
误差：
2-9 在、时由（摩尔分数）的氮和 （摩尔分数）的乙烯组成混合气体，试用下列四种方法计算混合气体的摩尔体积。已知实验数据求出 。（a）用理想气体方程；(b)Ａmagat定律和普遍化压缩因子图 ；(c)Ｋay 规则；(d)混合物的第二维里系数
解：（a）用理想气体方程
(b)Ａmagat定律和普遍化压缩因子图
由临界参数求和的、
：、、、
：、、、
查图２－４（c）得：、
(c)Ｋay 规则
查图２－４(c)：
(d)混合物的第二维里系数
、
：、
：、
、、、
、
、
得负值说明此方法不能用。
2-10 以化学计量比的和合成氨，在、下，混合起以 的流速进入反应器。氨的转化率为15%。从反应器出来的气体冷却后，凝缩分离出氨后再行循环。（a）计算每小时合成氨量（kg/h）；(b) 当出口、。求时的流速？
求：（a）每小时合成氨量（kg/h）? (b) 当出口、。求时的流速？
解：查附表：：、
：、
：、
（a）：（1）用Amagat定律及普遍化压缩因子图法
反应前：：、
：、
查图：、
反应后：、
、
、
查图：、 、
反应前后混合气组成：转化率为15%
总摩尔数
反应前： 1 3 0 4
反应后： 1-a 3(1-a) 2a 4-2a
反应前： 、
反应后：
反应前：
反应前总摩尔数：
反应后总摩尔数：
反应后氨总摩尔数：
即每小时合成氨量：
（b）从反应器出来的混合气的压缩因子
由
得：
2-12 选择合适的普遍化关联方法计算1kmol丁二烯－1，3从、压缩到、时的、、。已知丁二烯－1，3的、、、，理想气体等压热容
或
解：初态：、
终态：、
初态用第二维里系数关联式较合适，终态用普遍化压缩因子关联式较合适。
(a) 使用普遍化第二维里系数计算
(b) 求理想气体从 ：
已知：
、
(c) 求
由、 查图2-14～2-20 得：
、 、、 、 、
、
查图2-6～2-9得：
2-13 用式（2－17）计算水银从0.1013MPa 、273K变到101.3MPa 、373K时的焓变。已查到水银由以下的数据：
0.1013
28.01
101.3
28.01
373
0.1013
－－－－
－－－－
27.51
解：
时
P=0.1013MPa 时
2-14． 离心式压缩机四段入口条件为、，出口条件为、。求压缩过程的焓变和熵变。
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image326.gif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image327.gif" \* MERGEFORMATINET 解：设途径： （真实气体） （真实气体）
（理想气体） （理想气体）
查附表1：
采用普遍化关联：、
、
查图2-14～2-20得： 、
、 、
、、
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image351.gif" \* MERGEFORMATINET +=
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image356.gif" \* MERGEFORMATINET +=-
、
、
、
3-1. 已知蒸汽进入透平机时焓值，流速，离开透平时焓值，流速。蒸汽出口管比进口管低，蒸汽流量为。若忽略透平的散热损失，
试求： （1）透平机输出功率；
（2）忽略进、出口蒸汽的动能和位能变化，估计对输出功率计算值所产生的误差？
解：（1）稳流过程：
其中， Q=0、
（2）忽略动位能变化：
3-2 压力为，温度为的水蒸气通过一根的
标准
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管，以
的速度进入透平机。由透平机出来的乏气用的标准管引用，其压力为
温度为。假定无热损失，试问透平机输出的功率为多少？
解：查593K和353K过热水蒸气焓值，、
由
进口截面积
、
忽略位能变化，则
3-3 有一水泵每小时从水井抽出的水并泵入储水槽中，水井深，储水槽的水位离地面，水泵用功率为的马达驱动，在泵送水过程中，只耗用该马达功率的45％。储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽内的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。在冬天，井水温度为,为防止水槽输出管路发生冻结现象，在水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保持在，试计算此加热器所需净输入的热量。
解：流动体系由水井、管路、泵、加热器和储水槽组成。计算基准：以一小时操作记，
稳流过程：
、
水热容：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image418.gif" \* MERGEFORMATINET
3-6 气体在，时稳流经过一个节流装置后减压至。
试求：节流后的温度及节流过程的熵变。
解：（1）等焓过程：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image007.gif" \* MERGEFORMATINET
气体可看成理想气体、所以
查附表： ：、 、
所以： 、
由普遍化第二维里系数关联
查附表：
估算下的值:
求较精确值:
重算 : 与前面一致
(2) 求
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image446.gif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image449.gif" \* MERGEFORMATINET 3-7 2.5MPa、200℃的乙烷气体在透平中绝热膨胀到0.2MPa。试求绝热可逆膨胀（等 熵）至中压时乙烷的温度与膨胀过程产生的轴功。乙烷的热力学性质可分别用下述 两种 方法计算：(a) 理想气体方程； (b) 合适的普遍化方法。
解：(a) 用理想气体方程:
查附表2 : 乙烷,
取初值,设:
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image459.gif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image460.gif" \* MERGEFORMATINET
(b) 用普遍化关联
乙烷:
初态:
为初步求, 先假定
过程为等熵过程，同（a）
用与（a）相同的方程迭代:
重新求出 与原始估计值相逆
故:
3-8 某化工厂转化炉出口高温气体的流率为,温度为因工艺需要欲将其降温到。现用废热锅炉机组回收其余热。已知废热锅炉进水温度为，产生、的过热蒸汽。可以忽略锅炉热损失以及高温气体降温过程压力的变化，已知高温气体在有关温度范围的平均等压热容为，试求：（a）每小废热锅炉的产气量（b）蒸汽经过透平对外产功，透平输出的功率为多少？已知乏气为饱和蒸汽，压力为，可以忽略透平的热损失。
解：（a）,
查h-s图: 水
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image515.gif" \* MERGEFORMATINET
（b）蒸汽经透平对外做功
乏气 : 饱和气:
3-9 某合成氨厂甲烷蒸汽转化一段炉由天然气燃烧提供热量。设天然气组成为（体积百分比）：96％、1.5％、2.0％、0.5％（忽略其他成分）。天然气进口温度为燃烧用空气进口温度为，空气用量为理论用量的115％，已知热损失为入口焓值（以为参考态）的4.5％，炉气出口温度为。燃烧天然气的用量为。天然气燃烧过程向反应炉管所提供的热量。设空气组成为79％、21％,已知天然气燃烧的反应式为：
2
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image529.gif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image530.gif" \* MERGEFORMATINET ＋2
＋3.5
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image529.gif" \* MERGEFORMATINET 2＋3
提示：（a）建议计算基准取天然气；（b）先求出天然气燃烧后气体的组成。
解：（a）以天然气为基准
96 1.5 2 0.5
0.96 0.015 0.02 0.005
需氧量: , 过量.
燃烧后:
:
:
:
:
:
反应物:
产物:
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image564.gif" \* MERGEFORMATINET
热损失:
3-10 某厂高压压缩机一段吸气量为（操作状态）。吸入的气体为半煤气，其组成（摩尔百分数）如下：
组成 28.3 33.6 19.45 11.57 7.06
绝热指数K 1.40 1.41 1.41 1.31 1.30
吸入气体的温度为，由（表压）压缩至（表压）。大气压为。试计算等温压缩、绝热压缩与多变压缩的可逆压缩功。半水煤气可视为理想气体，其多变指数。
解：进水煤气看成理想气体，则混合气体的绝热指数：
（a） 等温压缩
（b） 绝热压缩
（c） 多变压缩
3-11 丙烷从、被压缩至。假定压缩过程为绝热可逆（等熵）压缩，试计算丙烷所需要的压缩功（丙烷在此状态下不能视为理想气体）。
解：
先求
丙烷:
初态:
查附表2:
对于等熵过程:
因为未知. 为求先假定
引用
故:
4-1. 某封闭体系经历一可逆过程。体系所做的功和排出的热量分别为和。试问体系的熵变：（a）是正？（b）是负？（c）可正可负？
解：因为
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image615.gif" \* MERGEFORMATINET 、 可逆过程、
所以
4-2 某封闭体系经历一不可逆过程。体系所做的功为，排出的热量为。试问体系的熵变：（a）是正？（b）是负？（c）可正可负？
解：、
根据 何者大，可正可负或为零。
4-3 一个（欧姆）的电阻器，载有20安培的恒定直流电流，并保持的恒定温度。电阻器放出的热量由外界空气带走，而空气仍保持的恒定温度。试问经历2小时后，孤立体系产生的熵是多少？（以计）
解：孤立体系：
4-4 某流体在稳流装置内经历一不可逆过程。加给装置的功为，从装置带走的热（即流体吸热）是。试问流体的熵变：（a）是正？（b）是负？（c）可正可负？
解：与做功无关，绝热过程Q=0、
不可逆过程
4-5 某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，加给装置的功是24KJ，从装置带走的热量（即流体吸热）是10KJ。试问流体的熵变：（a）是正？（b）是负？（c）可正可负？
解：
因为 所以 则不可逆过程
所以： 流体熵变为正。
4-6 某理想气体经一节流装置（锐孔），压力从1.96MPa绝热膨胀至0.09807MPa。 求此过程产生的熵。此过程是否可逆？
解：理想气体的节流过程 焓不变 温度也不变
4-7 设有一股温度为90℃，流量为20kg/s的热水与另一股温度为50℃，流量为30kg/s的温水绝热混合。试求此过程产生的熵。此绝热混合过程是否可逆？
解：90℃ 20kg.s-1 和 50℃ 30 kg.s-1在绝热条件下混合成温度为T3的水，求：
混合过程：
焓换算
或设水的热容相等：
或
查附表 水
所以
4-8 在T-S图上指出气体，蒸汽，液体和汽液共存四个区的位置，并示意表达下述过程：
(a)：气体等压冷却，冷凝的过冷液体；
(b) 气体绝热可你膨胀与不可逆膨胀；
(c) 饱和蒸汽绝热可逆压缩与不可逆压缩；
(d) 饱和俄也提等焓膨胀与克尼绝热膨胀。
4-9 由氨的T-S图求1kg氨由0.828Mpa(8.17atm)的饱和液体节流膨胀至0.0689Mpa（0.68atm）时的下述数据：
(a) 膨胀后有多少氨汽化；
(b) 膨胀后温度 为多少；
(c) 分离出氨蒸气在压缩 （绝热可逆压缩）
解：由氨的T-S图知：
（a）时
等焓膨胀至 时 （饱和液体）（饱和蒸汽）
球干度：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image007.gif" \* MERGEFORMATINET
汽化液氨为0.211kg。
（b）由图得
（C）氨气等熵压缩至5.45atm
4-10 Q=1000kJ W=7.4Kw
解：（此题有错误，按W=7.4Kw计算）
4-11 某热机按某一循环工作，在下由高温热院接受热量，在下向低温热源排放热量，如图4-28所示。试问下列诸情况下，该热机工作过程是可逆的，不可逆的，还是不可能？
（a）
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image672.gif" \* MERGEFORMATINET
① 以热机为体系
循环
为不可能
② 或:
而实际 不可能
(b)
过程为可逆
（c）
过程为不可逆
4-12 某郎肯循环以水为工质，运行于14Mpa和0.007Mpa之间，循环最高温度为540，试求：
（a）循环的热效率；
(b) 水泵功与透平功之比；
(c) 提供1KW电的正气循环量。
解：（a）查水蒸气表 14Mpa 813K 过热蒸汽：
工质在透平中等熵膨胀：
查报和水蒸气压力表
膨胀终点：
得
透平等熵产生功：
冷凝过程传热:
水泵的可逆轴功 ：
由热力学第一定律：
锅炉吸热：
郎肯循环净功为透平产功与泵轴功的代数和：
热效率：
（b）水泵功与透平功之比：
（c）提供1kw电的循环蒸汽量：
4-13 用热效率为30%的热机来拖动制冷系数为4的制冷机，试问制冷剂从被冷物料没带走1KJ热量需要像热技术如多少热量？
解：制冷机：
此净功来自热机：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image711.gif" \* MERGEFORMATINET
4-14 谋蒸汽压缩制冷循环用氨做工质，工作于冷凝器压力1.2Mpa和蒸发器压力0.14Mpa之间。工质进入压缩机时为饱和蒸汽，进入节流阀时为饱和液体，压缩机等熵效率为80%，制冷量为。试求：
（a）制冷系数；
(b) 氨的循环速率；
(c) 压缩机功率；
(d) 冷凝器的放热量；
(e) 逆卡诺循环的制冷稀疏。
解：（a）制冷系数：工质为氨
查 查T-S图
等熵：
求得：
（b）
（c）
（d）
（e）以冷凝器压力1.2Mpa时，
蒸发器压力0.14Mpa时，
4-15 图4-29所示的制冷体系可视作为由一台热机拖动一台制冷机所组成的体系。制冷机工作于之间，而热机工作于之间。试求在下列设计条件下动力-制冷体系的
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image007.gif" \* MERGEFORMATINET 之间。
（a）
(b) 热机的热效率为工作于同一温度界限的卡诺热机的60%；
(c) 制冷机的制冷系数为工作于同一温度界限的逆卡诺热机的20%。
解：
可逆：
4-16 动力-热泵联合体系工作于 之间，热机工作于之间。假设热机热泵均为可逆的，试问下供给单位热量所产生的加工工艺用热量（下得到的热量）是多少？
解： 热机： 单位热量：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image744.gif" \* MERGEFORMATINET
热泵：
传热量：
5-1 某蒸汽动力装置，进入蒸汽透平的蒸汽流量为 ，温度为, 压力为.蒸汽经透平绝热膨胀对外做功.产功后的乏汽分别为:
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image750.gif" \* MERGEFORMATINET 的饱和蒸汽;
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image752.gif" \* MERGEFORMATINET 、的蒸汽.试求此两种情况下, .蒸汽经透平的理想功与热力学效率.已知大气温度
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image756.gif" \* MERGEFORMATINET
饱和蒸汽
解： 理想功： 、 实际功：
查h-s图：
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image767.gif" \* MERGEFORMATINET
绝热：.
5-2 以煤、空气和水为原料制取合成甲醇的反应按下式进行
此反应在标态下进行, 反应物与产物不相混合,试求此反应过程的理想功.
解: 、
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image779.gif" \* MERGEFORMATINET
不参加反应,而且不混合,故无焓变和熵变.
=
5-3 某厂有输送的管道,由于保温不良,到使用单位时,水温已降至.试求水温降低过程的热损失与损耗功.大气温度为.
求
解 以1热水为基准,水的恒压热为:.
1水从降至放出热量
54 为远程输送天然气,采用压缩液化法.若天然气按甲烷计算,将天然气自、绝热压缩到,并经冷凝器冷却至.已知压缩机实际的功耗为,冷却水温为 .试求冷凝器应移走的热量,压缩、液化过程的理想功、损耗功与热力学效率.已知甲烷的焓和熵值如下
压力
温度
h
s
0.09807
27
953.1
7.067
6.667
27
886.2
4.717
甲烷:.
已知:
求： 压缩.汽化过程
解：压缩过程:
、
、
(损耗功:或:)
5-5 1水在的压力下,从恒压加热到沸点,然后在此压力下全部汽化.环境温度为.问水吸收的热量最多有百分之几能转化为功?水加热汽化过程所需要的热由的燃烧其供给,假定加热过程燃烧气温度不变.求加热过程的损耗功.
1水.
求:
解:下的水的沸点为.水的热容
水:
水汽化:,已知.正常沸点. .
. .
. .
5-6 有一理想气体经一锐孔从绝热膨胀到.动能和位能的变化可忽略不计.求绝热膨胀过程的理想功与损耗功.大气温度为.
解：节流过程
.
5-7 设在用烟道气预热空气的预热器中,通过的烟道气和空气的压力均为常压,其流量分别为45000和.烟道气进入时的温度为,出口温度为.设在此温度范围内,.空气进口温度为,设在有关温度范围内,.试计算此预热器的损耗功与热力学效率.已知大气温度为.预热器完全保温.
解：以1小时为基准,先求空气出口温度,常压下两种气体 ,因为预热器完全保温,
故：.
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image875.gif" \* MERGEFORMATINET
. .
5-8 求由空气制取氧和氮的最小功.设空气的组成为79%和21%.环境状态为、.产品是纯氧和纯氮;产品是98和50%富氧空气.
解: 以
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image884.gif" \* MERGEFORMATINET 为基准
. ,理想气体在恒温下分离及混合
空气分离时
得氧气需空气量为. 则
产品为
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image788.gif" \* MERGEFORMATINET 和富氧空气
生产
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image894.gif" \* MERGEFORMATINET 氧气需空气,所得为
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image534.gif" \* MERGEFORMATINET
,得.为.
将空气完全分离时
由纯氧和纯氮混合形成和两种产品时的
5-9 乙烯气在、下和理论上完全燃烧所需空气的400%混合.进入燃烧炉内燃烧后的烟道气经过冷却也在、下排出.求燃烧过程的理想功.
. 空气过量
解：反应物,产物均为混合物,均小于,故要对反应物和产物进行压力校正
反应物:
产物:
. 也要校正
查表:
反应物:
产物:
5-10 在5-9题中，若燃烧过程在绝热条件下进行，试求燃烧过程的损耗功。已知在绝热条件下，生成物的温度为748.5℃。
解：上题在绝热下进行，产物需对T，P校正，
5-11 10kg水由15℃加热到60℃。试求加热过程需要的热量和理想功以及上述过程中的火用与火无。若此热量分别由0.6865MPa和0.3432MPa的饱和蒸汽加热（利用相变热），求加热过程的火用损失。大气温度为25℃
解：1）
（1） 加热工段所需热量
（2）
若取环境温度为水温15
（3）
2）所需热量Q由0.6865MPa饱和汽的相变热提供，求火用损失
火用损失即为损耗功 作火用衡算，得与环境无热交换，直接混合热
15水
25
则
查 0.6865MPa饱和蒸汽的参数
需冷凝加热水蒸汽量：15
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image966.gif" \* MERGEFORMATINET 吸收的热应该等于蒸汽放出的热
求60水
＝
＝
则：
用0.3432MPa的饱和汽直接混合加热，需蒸汽量 0.3432MPa饱和汽
若采用饱和蒸汽间接加热
0.6865MPa饱和汽、
、
0.3432MPa饱和蒸汽
5-12 试求、、的标准摩尔化学火用
解：（i）的标准摩尔化学火用
查P278表6
基准反应：基准产物，基准浓度：1
由基准反应式3得：
则：
查P272
-285840
69.4
0
130.59
0
205.3
＝0+0-（-285.840）-298.15(130.59-1/2×218.27-69.94)
＝285840-298.15×167.785
＝285840-50621.4
＝
5-13 有一温度为、流量为的热水和另一股温度为、流量为的水绝热混合。试分别用熵
分析
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和火用分析计算混合过程的火用损失。大气温度为。问此过程用哪个分析方法求火用损失较简便？为什么？
解： 求得
Q＝0 W3＝0 ΔH＝0
熵分析法
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火用分析法
5-14 某厂因生产需要，设有过热蒸汽降温装置，将的热水和、的蒸汽等压绝热混合。大气温度为。求绝热混合过程火用损失
解：
设：393.15K时水的下标用a表示，573.15 K时过热蒸汽的下标用b表示，混合后的性质用下标m表示由饱和水、饱和水蒸汽表及过热蒸汽表查得:
Ha=503.71kJ·kg-1 Sa=7.2965 kJ·kg-1k-1 Hb=3059kJ·kg-1 Sb=7.2965kJ·kg-1k-1
混合过程为绝热：则 （先判断混合后所处状态）
（a+b）Hm=aHa+bHb
由Hm的数据可知混合器中为压力700kPa的液体水和蒸汽的混合物
此时由饱和水和饱和水蒸气查得水和蒸汽的焓、熵分别为：
Hf=697.21kJ·kg-1 Sf=1.9922 kJ·kg-1k-1
Hg=2763.5kJ·kg-1 Sg=6.7080kJ·kg-1k-1
在水和蒸汽的混合物中，水的摩尔分数为：
6.1 试从出发，推导出组分1和组分2的偏摩尔量的表达式（6－19）和式（6－20）。
解：由 （1）
T，P对x1求偏导
由吉－杜方程
（2）
方程（1）和（2）联立：
同理有：
6-2. 某酒厂用96％（wt）的食用酒精配酒，酒中的乙醇含量为56％（wt）。现决定用1吨食用酒精进行配制，问需加多少水才能配成所需的产品？所得酒有多少m3？已知在25℃和10.133kPa时水和乙醇的偏摩尔体积如下表所示：
偏摩尔体积
在96％（wt）食用酒精中
在产品酒中
0.816
0.953
1.273
1.243
25℃时水的比容为。
解：
1吨96％乙醇体积
设加入水量为x
，
56%乙醇体积
6.3 在30℃和10.133kPa下，苯（1）和环几烷（2）的液体混合物的容积数据可用
表示。式中：x1为苯的摩尔分数；V的单位是。
已知苯和环己烷在30℃时的比重分别为0.870和0.757。求算30℃时和10.133kPa下的表达式。
解：
或
INCLUDEPICTURE "http://jpk.heut.edu.cn/doc/2006/relihuagong/xt/index.files/image1068.gif" \* MERGEFORMATINET
6-4. 在T、P为常数时，曾有人推荐用下面一对方程来表达某二元系的偏摩尔体积数据：
式中：a、b只是温度和压力的函数，试问从热力学角度考虑，上述方程是否合理？
解：由吉－杜方程：
(A)
由所含方程可得：
(B)
同样得： (C)
因为(B)式代入(C)式，故一般情况不满足吉－杜方程，不合理。
6.8 求1100C 27.5MPa液体丙酮的逸度，已知：Ps＝0.436 VL＝73cm3.mol－1
解：先求1100C 饱和蒸气压下的f p＝0.436MPc
查附表：Tc＝508.1K Pc=4.70MPc Vo=2.09×103
Zc＝0.232 ＝0.309
由R－K方程
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先由R－K方程求V
或
迭代 得：V＝6760、
下
（2）两参数法：
查阅6-2
（3）用截项维里方程
（4）三参数法
查表
6-9 试计算等摩尔比的乙烯和氨混合物在350K和3.0kPa时两个组分的逸度系数。所拟用的状态防城方程为：
（1）范德华方程
（2）R-K方程
（3）维里方程
解：（1）范德华方程：
按混合规则：
查表：乙烯 Tc=282.4K，Pc=5.04MPa，w=0.085，Zc=0.276，
氨 Tc=405.6K，Pc=11.28MPa，w=0.25，Zc=0.242，
代入范德华方程：
，迭代二次求出：
解：
（2）R-K方程：
代入R-K方程：
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（3）维里方程：
6-16
求
方法1，
同理：
当
方法2
若
同理：
若
6-17 已知250C，2.0 MPa时二元系中组分的逸度表达式为：
（MPa）计算上表达式压力和温度下：
（1） 纯组分的逸度
将带入上式：
（2）纯组分的逸度系数
（3）组分的亨利系数
（4）活度系数r1与x1的关系式以Lewis－Randell规则为基础
浙公网安备 33021202002483