第三章均相封闭系统热力学原理及应用
1.纯物质热力学性质间的关系
①热力学基本关系式
参见第二章1例2、例3、例4、例5、例6、例7。
1.试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
2．试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
3．试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
4．试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
5．试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
6．试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
7.已知二元混合物的摩尔Gibbs函数为
，由纯物质的性质来表达
8.
②Maxwell关系式
参见第二章1例2、例3、例4、例5、例6、例7。
参见第三章1例1、例2、例3、例4、例5、例6。
1．试将偏导数用仅包括P，V，T，Cp，Cv以及其偏导数的形式表示出。
2.焓变和熵变的计算
①计算公式
1.初态压力为p1，温度为298K，体积V1为5L，1mol的理想气体，其等压热容为5R/2，经历如下可逆变化：
⑴等温压缩到初始体积的一半，即V2=V1/2，其压力为P2，如右图的过程a；
⑵再在等压下冷却
到初态压力P1，温度T2，
如图的过程b；
试计算①P1,P2 和T3
以及a，b过程的Q，W，△U，△S，△H，△G，
②估计过程c的△U，Q，W的大小。
②剩余性质
1.试计算1mol丙烯在410K和5471.55KPa下的V，U，S，F，G。
取丙烯蒸气在101.33KPa 和0℃时的焓和熵为零。
3.逸度和逸度系数
参见第二章32例2
4.热力学性质图表
①饱和热力学性质计算
参见第六章41例1
参见第六章11例4例5例6
参见第六章12例6
1. 由水蒸气性质表查得100℃和0.101325MPa时水的有关性质如下，试计算该条件下汽，液相的摩尔Gibbs函数值，本题说明了什么问题？
②热力学性质图
1.工厂一工段需要流量为，温度为25℃的热水。
现有0.3Mpa的饱和水蒸气和30℃的循
环水可供调用。
请你设计一个热水槽，进入该槽的蒸汽和冷气流率各为多少？相应的蒸汽管和冷水管尺寸如何？
2.试将满足以下要求的多方过程在p-V图和T-S图上表示出来：
⑴工质膨胀又放热；
⑵工质膨胀又升压；
⑶工质被压缩，升温又放热；
⑷工质被压缩，升温又吸热；
⑸工质被压缩，降温又降压；
⑹工质放热，降温又降压；
3.某人称其设计了一台热机，该热机每小时消耗热值为的燃料30kg，可以产生的输出功率为170KW。
该热机的高温与低温热源分别为670K和330K。
试判断此热机是否合理。
4. 125℃水蒸气，1atm（状态1），被放置在一个绝热的带活塞的圆筒形容器中，由电加热到200℃（状态2），如果活塞外界的压力为1atm，每千克水蒸气需要吸收多少热量？
5. 常压下，水蒸气由被凝成90℃的水，再加热到100℃，汽化后再加热到℃，假设常压下的水蒸气为理想气体，计算该过程所需的热量，并已知
,T单位为K，,模型参数为
第三章均相封闭系统热力学原理及应用
1.纯物质热力学性质间的关系
①热力学基本关系式
1．∵dU=TdS-PdV
2.
3．∵dU=TdS-PdV
4．∵dU=TdS-PdV
5.
6.
7.答案：
由超额性质的定义得
再由活度系数与GE之间的关系得8.
及其标准化形式
②Maxwell关系式
1．
2.焓变和熵变的计算
①计算公式
1.解⑴过程a为理想气体的等温压缩过程，有所以
过程a，等温过程，所以
过程b，等容过程，W=0
由于无绝对熵，暂不能计算。
(2)根据状态函数，是与过程无关的，无论是a+b过程，还是c过程，其两者是相等。
循环过程a+b+c，净功W为1?－2－3包围的面积，因此，同样按照。
②剩余性质
1.由附录2的表查出丙烯的临界参数和偏心因子为
由参考文献[1]中的附录B查的丙烯蒸气的理想气体比热容为：
取丙烯蒸气在101.33KPa和0℃时的焓和熵为零。
先求丙烯蒸气在410K和101.33KPa时的热力学性质。
由式3-13得
由式3-19得
再求丙烯蒸气在5471.55KPa和410K时的热力学性质。
由式3-18知
已知Tr=410/365=1.12，Pr=5471.55*103/（4.620*106）=1.2，由参考文献[2]中的附录Ⅲ得
由式3-27 知
又查图得3-5和3-6得则
由式3-22得
由查图得2-4和2-5得
故丙烯蒸气在410k和5471.55kpa时的摩尔体积为
同时有
3.逸度和逸度系数
4.热力学性质图表
①饱和热力学性质计算
1. 答案：由G=H-TS得
这正是符合物质的企业平衡准则。
因为100℃和0.101325MPa时水处于企气液平衡状态，应该符合气液平衡准则。
②热力学性质图
1.解这是一个稳定流动系统，动能及势能不是很突出，可以忽略不计。
若忽略混合时的热量损失，而混合过程无机械轴功产生，即Q=0，Ws=0。
稳流系统热力学第一定律，，即进出焓相等。
冷水的热力学性质：30℃，近似为饱和液体，
饱和蒸汽的热力学性质：0.3Mpa，饱和温度为133.55℃，
热水的热力学性质：80℃，近似为饱和液体，
设冷水的流量为m水，蒸汽的质量为m汽。
热水质量为
查阅《化工工艺设计手册》 ,可知一般工业用水在管中的流速要求在左右，低压蒸汽流速为左右。
则Au=mv?
式中，A为管道截面积； D为管径；u为比容。
冷水管径
按照管道规格尺寸，选取DN 50的冷水管道。
蒸汽管径
选取DN100的蒸汽管道。
9.解多方过程方程是一个普通的过程方程式，当多方指数的数值不同时，其过程也就不同：
m=0时，p=c为定压过程；
m=1时，pV=c为等温过程；
m=k时，pVk =c为绝热过程；
m=时，V=c为定容过程。
以上4个基本热力学过程是多方过程的特例。
多方指数m可在0～范围内变化，它有多个变化过程。
在p-V图和T-S图上分别画出m=0，1，k，的等值线，从而将p-V图和T-S图划分成几个区域，其中阴影部分分即为满足题意要求的区域，详见图如下：
3.解从已知的条件，我们可以计算出该热机的效率，以及卡诺热机的效率，然后比较两者的大小。
热机的效率
卡诺热机的效率
卡诺热机是效率最高的热机，显然此人设计的热机不合理。
4.解由第一定律：
查附录的过热水蒸气性质表获得两状态的有关性质如下：
也可以用简单的方法，查出两个状态和焓数据：
5.解等压过程的热效应等于焓变化，其他数据仅决定于初、终态，而与具体的过程无关，所以。