[3- 1]. 单组元流体的热力学基本关系式有哪些?
[3- 2]. 本章讨论了温度、压力对 H、S 的影响,为什么没有讨论对 U 的影响?
[3- 3]. 如何理解剩余性质?为什么要提出这个概念?
[3- 4]. 热力学性质图和表主要要哪些类型?如何利用体系(过程)的特点,在各种图上确
定热力学的状态点?
[3- 5]. 推导以下方程
VT
T
p
V
S
?
?
?
?
?
?
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?
=
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, p
T
p
T
V
U
VT
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?
=
?
?
?
?
?
?
?
?
式中 T、V 为独立变量
[3- 6]. 试证明
(a)以 T、V 为自变量时焓变为
V
V
p
V
T
p
TT
T
p
VCH
TVV
V
ddd
?
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?
?
?
?
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+
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?
?
+
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+=
(b)以 T、p 为自变量时焓变为
V
V
T
Cp
p
T
CVH
p
p
V
V
ddd
?
?
?
?
?
?
?
?
+
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+=
[3- 7]. 试使用下列水蒸汽的第二维里系数计算在 573.2K 和 506.63kPa 下蒸汽的 Z、
R
H 及
。
R
S
T/K 563.2 573.2 583.2
-13
molcm/ ?B
-125 -119 -113
[3- 8]. 利用合适的普遍化关联式,计算 1kmol的 1, 3-丁二烯,从 2.53MPa、 400K压缩至
12.67MPa、550K 时的 UVSH ΔΔΔΔ ,,, 。已知 1,3 -丁二烯在理想气体状态时的恒压热容
为: , 1, 3-丁二烯的临
界常数及偏心因子为 =425K , =4.32MPa ,Vc =221 × 10
251
10388.710228.2738.22 TTC
ig
p
??
×?×+=
-1-1
KkmolkJ ??
c
T
c
p
-6 13
molm
?
? , ω=0.193
[3- 9]. 假设氯在 300K、1.013× 10
5
Pa下的焓值和熵值为 0,试求 500K、1.013× 10
7
Pa下氯
的焓值和熵值。
[3- 10]. 试用普遍化方法计算二氧化碳在 473.2K、 30MPa 下的焓与熵。已知在相同条件下,
二氧化碳处于理想状态的焓值为 8377 ,熵为 25.86 。
1
molJ
?
?
-1-1
KmolJ ??
[3- 11]. 试计算 93℃、 2.026MPa 条件下, 1mol 乙烷的体积、焓、熵和内能。设 0.1013MPa,
1
- 18 ℃时乙烷的焓、熵为零。已知乙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容
( )
1
263
KmolJ10358.7310304.239083.10
?
??
??×?×+= TTC
ig
p
。
[3- 12]. 1kg水蒸汽装在带有活塞的钢瓶中,压力为 6.89× 10
5
Pa,温度为 260℃。如果水蒸
气发生等温可逆膨胀到 2.41×10
5
Pa。问蒸汽作的功为多少?在此过程中蒸气吸收的热量为
多少?
[3- 13]. 一容器内液态水和蒸汽在 1MPa 压力下处于平衡状态,质量为 1kg。假设容器内液
态和蒸汽各占一半体积,试求容器内的液态水和蒸汽的总焓。
[3- 14]. κ 和 β 分别是压缩系数和膨胀系数,其定义为
T
p
V
V
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?=
1
κ 和
p
T
V
V
?
?
?
?
?
?
?
?
=
1
β ,
试证明 0=
?
?
?
?
?
?
?
?
+
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
p
T
Tp
κβ
。对于通常状态下的液体, κ 和 β 都是T 和p 的弱函数,在T , p
变化范围不是很大的条件下,可以近似处理成常数。证明液体从(T
1
, p
1
)变化到(T
2
, p
2
)
过程中,其体积从V
1
变化到V
2
。则 )()(ln
1212
1
2
ppTT
V
V
???= κβ 。
[3- 15]. 在 T-S 图和 lnp-H 上示意性地画出下列过程
(1 ) 过热蒸气等压冷却,冷凝,冷却成为过冷液体;
(2 ) 饱和蒸气可逆绝热压缩至过热蒸气;
(3 ) 接近饱和状态的气液混合物,等容加热、蒸发成过热蒸气;
(4 ) 饱和液体分别作等焓和等熵膨胀成湿蒸气。
(5 ) 过冷液体等压加热成过热蒸气。
[3- 16]. 空气在膨胀机中进行绝热可逆膨胀。始态温度T
1
为 230K、压力p
1
为 101.3×10
5
Pa。
(1 )若要求在膨胀终了时不出现液滴,试问终压不得低于多少?
(2 )若终压为 1.013×10
5
Pa,空气中液相含量为多少?终温为多少?膨胀机对外做功多
少?
(3 )若自始态通过节流阀膨胀至 1.013× 10
5
Pa,终温为多少?
2