化工热力学答案-冯新-宣爱国-课后总习题答案详解

T 4MPa 1 50kPa 2 S ④ 若过程在封闭体系进行。由热力学第一定律 ?u?q?w

∵q=0

w??u??(h?pv)??h??(pv) ?(2363.35?3215.26)?(50?103?2.8429?4?106?0.08269)?10?3 ??851.91?188.615 ??663.30 kJ?kg?1∴

即：体系从外界获功663.30 kJ·kg-1

习 题 四

一、是否题

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4-1 对于理想溶液的某一容量性质M，则Mi?Mi。 解：否

4-2 在常温、常压下，将10cm的液体水与20 cm的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm。 解：否 4-3

温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、

3

3

3

压力、焓、Gibbs自由能的值不变。 解：否 4-4

对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则

在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。 解：是 4-5

在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。

解：是 4-6

理想气体混合物就是一种理想溶液。

解：是 4-7

对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。

50

解：否 4-8

对于理想溶液所有的超额性质均为零。

解：否 4-9

理想溶液中所有组分的活度系数为零。

解：否

4-10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。 解：否

4-11理想溶液在全浓度范围内，每个组分均遵守Lewis-Randall定则。 解：否

4-12 对理想溶液具有负偏差的系统中，各组分活度系数?i均 大于1。 解：否

4-13 Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。但它不适用于液液部分互溶系统。 解：是

二、计算题

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4-14 在一定T、p下，二元混合物的焓为 H?ax1?bx2?cx1x2 其中，a=15000，

b=20000，c = - 20000 单位均为J?mol-1，求

(1) 组分1与组分2在纯态时的焓值H1、H2；

(2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓H1、H2和无限稀释时的偏摩尔焓

H1?、H2?。

解：（1）H1?limH?a?15000x?11J?mol?1 J?mol?1

H2?limH?b?20000x2?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：

dHd??ax1?bx2?cx1x2?dx1dx1?d?ax1?b?1?x1??cx1?1?x1???dx1??a?b?c?2cx1

将dH代入到偏摩尔焓计算公式中，得

dx1H1?H??1?x1?dHdx1?ax1?bx2?cx1x2?(1?x1)?a?b?c?2cx1??ax1?b?1?x1??cx1?1?x1??a?b?c?2cx1?x1?a?b?c?2cx1? ?a?c?1?x1?2?a?cx22H2?H?x1dH?ax1?bx2?cx1x2?x1?a?b?c?2cx1?dx1

?ax1?b?1?x1??cx1?1?x1??x1?a?b?c?2cx1??b?cx12

无限稀释时的偏摩尔焓H1?、H2?为：

2H1??limH1?lim?a?cx2??15000?20000?35000J?mol-1x1?0x2?1H?limH2?lim?b?cx?2x2?0x1?121??20000?20000?4000052

J?mol-1