化工熱力學習題-計算

1、1. 在常壓和 0下，冰的熔化熱是334.4Jg -1 ，水和冰的質量體積分別是1.000 和 1.091cm3g-1 ，且 0時水的飽和蒸汽壓和汽化潛熱分別為610.62Pa 和 2508Jg -1 ，請由此估計水的三相點數(shù)據(jù)。2. 試由飽和蒸汽壓方程（見附錄 A-2 ），在合適的假設下估算水在 25時的汽化焓。3. 一個 0.5m 3 的壓力容器，其極限壓力為2.75MPa，出于安全的考慮，要求操作壓力不得超過極限壓力的一半。試問容器在130條件下最多能裝入多少丙烷？（答案：約 10kg）4. 試計算一個 125cm3 的剛性容器，在 50和 18.745MPa的條件下能貯存甲烷多少克（實

2、驗值是 17克）？分別比較理想氣體方程、三參數(shù)對應態(tài)原理和PR方程的結果。1. （ a）分別用 PR方程和三參數(shù)對應態(tài)原理計算，312K的丙烷飽和蒸汽的逸度（參考答案1.06MPa）；（ b）分別用 PR方程和三參數(shù)對應態(tài)原理計算 312K， 7MPa丙烷的逸度； (c) 從飽和汽相的逸度計算 312K，7MPa丙烷的逸度， 設在 17MPa的壓力范圍內液體丙烷的比容為 2.06cm 3 g -1 ，且為常數(shù)。2. 試由飽和液體水的性質估算 (a)100 ， 2.5MPa和 (b)100 ， 20MPa下水的焓和熵，已知100下水的有關性質如下P s0.101325 MPa， H sl-1，

3、Ssl-1-1, V sl3-1,419.04 Jg1.3069 J gK1.0435 cm gVdV sl3-1K-10.0008cm gTPdTPP=20MPaP=2.5MPaP=.101325MPaT=100V3.壓力是 3MPa的飽和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要導出多少熱量方可使一半的蒸汽冷凝 ?( 可忽視液體水的體積 )初態(tài)終態(tài)T1冷凝一半T2P1P2svsv4. 在一 0.3m3 的剛性容器中貯有 1.554 × 106PaV1svslV2svUV2U2的飽和水蒸汽，欲使其中25%的蒸汽冷凝，1U2sl問應該移出多少熱量 ?最終的壓力多大 ?例題2用液體輸送泵，將

4、溫度為25的水，從0.1Mpa 加壓到 1.0Mpa，進入鍋爐去產生蒸汽，假設加壓過程是絕熱的，泵的實際效率相當于絕熱可逆過程效率的0.6 ，求需要的功為多少？3. 試求將 1kg，0.6 MPa的空氣，按如下條件變化時的熱量變化，以及有效能變化。取環(huán)境溫度為 25（ 298K）。（1）等壓下由 -38 加熱至 30；（2）等壓下由 30冷卻至 -170 。4.試求 1kmol，300K 的空氣， 由 0.1 MPa等溫可逆壓縮到10MPa的軸功和理想功。環(huán)境溫度取 T0 為 298K。5. 試比較如下幾種水蒸汽，水和冰的有效能大小。設環(huán)境溫度為298K。0.15MPa， 160，過熱蒸汽；0

5、.3MPa， 160 ，過熱蒸汽；0.07MPa， 100，過冷蒸汽；100 ，飽和蒸汽；0.1MPa， 100，飽和水；0.1MPa， 0，冰。6. 求將室溫空氣由常壓壓縮至 0.6 MPa的有效能為多少？假設環(huán)境溫度為 298K。7. 某人稱其能用100的飽和水蒸汽，提供140 的熱能，且每公斤水蒸汽可供熱量1800kJ·kg-1 。請驗證其可靠性。9在 25時，某氣體的 P-V-T 可表達為 PV=RT+6.4 × 104P，在 25， 30MPa時將該氣體進行節(jié)流膨脹，向膨脹后氣體的溫度上升還是下降？10某人稱其設計了一臺熱機，該熱機消耗熱值為42000kJ

6、3;kg-1 的燃料 30kg· h-1 ，可以產生的輸出功率為170kW。該熱機的高溫與低溫熱源分別為670K 和 330K。試判斷此熱機是否合理。11某動力循環(huán)的蒸汽透平機，進入透平的過熱蒸汽為2.0MPa， 400，排出的氣體為0.035MPa 飽和蒸汽，若要求透平機產生3000kW功率，問每小時通過透平機的蒸汽流量是多少？其熱力學效率是等熵膨脹效率的多少？假設透平機的熱損失相當于軸功的5%。14 某蒸汽壓縮制冷循環(huán)，制冷量4-1，冷凝器用水Q 為 3× 10 kJ ·h ，蒸發(fā)室溫度為 -150冷卻，進口為 8。若供給冷凝器的冷卻水量無限大時，計算制冷循環(huán)

7、消耗的最小功為多少？如果冷凝器用室溫（ 25）空氣冷卻時，其消耗的最小功又是多少？1. 試分別用下述方法求出 400、 4.053MPa 下甲烷氣體的摩爾體積。 （ 1） 理想氣體方程；（ 2） RK 方程；（ 3）PR 方程；（ 4） 維里截斷式（ 2-7）。其中 B 用 Pitzer 的普遍化關聯(lián)法計算。2. 含有丙烷的 0.5 m3 的容器具有 2.7Mpa 的耐壓極限。 出于安全考慮， 規(guī)定充進容器的丙烷為 127，壓力不得超過耐壓極限的一半。試問可充入容器的丙烷為多少千克?3. 反應器的容積為1.213 m3 ，內有 45.40kg 乙醇蒸氣，溫度為227。試用下列四種方法求算反應器

8、的壓力。已知實驗值為 2.75Mpa。（ 1） RK 方程；（ 2） SRK 方程；（ 3） PR 方程；（ 4） 三參數(shù)普遍化關聯(lián)法。5.試分別用普遍化的RK 方程、 SRK 方程和 PR 方程求算異丁烷蒸氣在350K 、 1.2Mpa下的壓縮因子。已知實驗值為0.7731。6. 試用下列三種方法計算 250、 2000Kpa 水蒸氣的 Z 和 V。（1）維里截斷式（ 2-8 ），已知和的實驗值分別為31262BCB0.1525 m kmol和C0.5800 10m kmol（； ）2式（ 2-7 ），其中的 B用 Pitzer普遍化關聯(lián)法求出； （ 3）用水蒸氣表計算。8 估算 150時乙

9、硫醇的液體的摩爾體積。已知實驗值為0.095 m3 kmol 1 。乙硫醇的物性參數(shù)為 Tc =499K 、 pc =5.49MPa 、 Vc =0.207 m3 kmol1 、=0.190， 20的飽和液體密度為 839 kg m 3 。9. 50、 60.97Mpa 由 0.401 （摩爾分數(shù)）的氮和0.599 （摩爾分數(shù)）的乙烯組成混合氣體，試用下列4 種方法求算混合氣體的摩爾體積。已知從實驗數(shù)據(jù)，Z實1.40 。（1）理想氣體方程；（ 2） Amagat 定律和普遍化壓縮因子圖； （ 3） 虛擬臨界常數(shù)法（混合物的第二維里系數(shù)法。Kay 規(guī)則）；（ 4）10 以 化 學 計 量 比 的 N 2 和 H 2 合 成 氨 ， 在 25 和 30.395Mpa 下 ，