《化工热力学》(第二、三版_陈新志)课后习题答案
第1章 绪言
一、是否题
3. 封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则
4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）
5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。）
两个相都等价于均相封闭体系。（对）
第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程
一、是否题
2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界
流体。）
4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所
以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。（错。如温度大于Boyle温度时，Z＞1。） 7. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自由度
是 零，体系的状态已经确定。）
8. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。（错。它们相差一个汽化热力学
能， 当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）
9. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。（对。这是纯物质的汽液平衡
准 则。）
10. 若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。（错。） 11. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。只有吉氏
函 数的变化是零。）
12. 气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数。（对。）
13. 三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体。（错。三对数对应态原理不能适用于
任何流体，一般能用于正常流体normal fluid）
14. 在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。(错。简单流体系指一类非极性的球形
流，如Ar等，与所处的状态无关。)
二、选择题
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1. 指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为(C。参考P－V图上的亚临 界等温线。) A. 饱和蒸汽
B. 超临界流体
C. 过热蒸汽
2. T温度下的过冷纯液体的压力P（A。参考P－V图上的亚临界等温线。）
A. >
B. <
C. =
3. T温度下的过热纯蒸汽的压力P（B。参考P－V图上的亚临界等温线。）
A. >
B. <
C. =
5. 能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（A。要表示出等温线在临界
点的拐点特征，要求关于V的立方型方程） A. 第三virial系数
6. 当
时，纯气体的
B. 第二virial系数
C. 无穷项
D. 只需要理想气体方程
的值为（D。因
A. 0 三、填空题
B. 很高的T时为0
）
C. 与第三virial系数有关
D. 在Boyle温度时为零
2. 表达纯物质的汽平衡的准则有（吉氏函数）、
（Claperyon方程）、它类型的相平衡。
3. Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为和
。
、、
（Maxwell等面积规则）。它们 能 推广到 其
4. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在
P－T图上是重叠的(重叠／分开)，而在P-V图上是分开的(重叠／分开)，泡点的轨迹称为饱和液相线，
露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平 衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。
6. 对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，=
，其中，下标相同的
相互作用参数有
，其值应为1；下标不同的相互作用参数有
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到，在没有实验数据时，近似作零处理。 ，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得
7. 简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。
0℃时水
8. 偏心因子的定义是
，其含义是。
9. 正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力P =3.797MPa 则在T =0.7时的蒸汽压为
c
r
M Pa。
10. 纯物质的第二virial系数B与vdW方程常数a，b之间的关系为
。
四、计算题
3 -1
2. 在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4Jg-1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cmg ，且
的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa和2508Jg-1，请由此估计水的三相点数据。 解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。 对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K，101325Pa；并能计算其斜率是
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熔化曲线方程是
PaK-1
对于汽化曲线，也已
知曲线上的一点是273.15K，610.62Pa；也能计算其斜率是
PaK
-1
汽化曲线方程是
解两直线的交点，得三相点的数据是：
7. 用Antoine方程计算正丁烷在50℃时蒸汽压；用PR方计算正丁烷在50℃时饱和汽、液相摩尔体积（用软 件计算）；再用修正的Rackett方程计算正丁烷在50℃时饱和液相摩尔体积。（液相摩尔体积的实验值 3
是106.94cmmol ）。
解：查附录得Antoine常数：A=6.8146,B=2151.63,C=-36.24 临界参数T =425.4K,P =3.797MPa,ω=0.193
c
c 修正的Rackett方程常数：α=0.2726,β=0.0003
Pa ，
K
由软件计算知利用Rackett方程
，
3
8. 试计算一个125cm的刚性容器，在50℃和18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？
分 别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（PR方程可以用软件计算）。
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解：查出T=190.58K,P=4.604MPa,ω=0.011
cc
利用理想气体状态方程
PR方程利用软件计算得
五、图示题
2. 试定性画出纯物质的P-V相图，并在图上指出 (a)超临界流体，(b)气相，（c）蒸汽，（d）固相，（e）
汽液共存，（f）固液共存，（g）汽固共存等区域；和(h)汽-液-固三相共存线，(i)T>T、T c c 5 / 39
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