第6章 习题提示和答案第6章 习题提示和答案.pdfVIP

第六章 实际气体的性质和热力学一般关系 第六章 实际气体的性质和热力学一般关系 习 题 6-1 试推导范德瓦尔气体在定温膨胀时所作功的计算式。 R T a 2 提示和答案： 将范德瓦尔气体状态方程可写成p V −b =−V 2 ，代入W ∫1 pd V m m V −b ⎛ 1 1 ⎞ 积分，在等温过程中，T = 常数，得：W RT ln m,1 =+a⎜⎜ − ⎟⎟。 V −b V V m,2 ⎝ m,2 m,1 ⎠ 6-2 NH 3 气体的压力p = 10.13 MPa ，温度 T = 633 K 。试根据通用压缩因子图求其密 度，并和由理想气体状态方程计算的密度加以比较。 提示和答案： 由附录表查得NH 临界参数计算p 和 T ，查通用压缩因子图得Z 。得 3 r r ρ 34.9kg/m3 ，若按理想气体计算ρ 32.8kg/m3 ，ρ/ ρ 1.064 。 id id 6-3 一容积为 3m3 的容器中储有状态为p 4MPa ，t =−113°C 的氧气，试求容器内氧 气的质量，（1）用理想气体状态方程；（2 ）用压缩因子图。 提示和答案：同题 6-2 。按理想气体状态方程m 288.4kg ，查通用压缩因子图得 Z 后算得m 900kg 。 6-4 容积为 0.425m3 的容器内充满氮气，压力为 16.21 MPa，温度为 189 K，计算容器中 氮气的质量。利用（1）理想气体状态方程；（2 ）范德瓦尔方程；（3 ）通用压缩因子图；（4 ） R-K方程。 提示和答案：（1）利用理想气体状态方程m 122.80kg ；（2 ）范德瓦尔方程中氮气的范 德瓦尔常数可查查表 6-1，将a ，b值代入范德瓦尔方程，可解得m 147.0kg ；（3 ）查通用 压缩因子图Z = 0.84 ，m 146.2kg ；（4 ）用临界参数求取R-K方程中常数a和b, 代入R-K方 程迭代后解得m 148.84 kg 。（本例中，因范氏方程常数采用实验数据拟合值，故计算O2质 量误差较小。） 6-5 试用下述方法求压力为 5 MPa，温度为450 ℃的水蒸气的比体积。（1）理想气体 状态方程；（2 ）压缩因子图。已知此状态时水蒸气的比体积是0.063 291 m3/kg ，以此比较上 53 第六章 实际气体的性质和热力学一般关系 述计算结果的误差。 3 提 示 和 答 案 ： （1 ） 利 用 理 想 气 体 状 态 方 程 vid 0.066733m /kg ， v −v id ×100% 5.44% ；（2 ）利用通