求 lH,匚Sq 1Z = Z 'Z =0.8938+0.008此时,P=PcPr=4.6 X.687=21.56MPa同理,取 乙=0.8975依上述过程计算,直至计算出的相邻的两个 Z值相差很小,迭代结束,得 Z和P的值。/• P=19.22MPa2-2.分别使用理想气体方程和 Pitzer普遍化关系式计算 510K、2.5MPa正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm3/mol。解:查附录二得正丁烷的临界参数: Tc=425.2K Pc=3.800MPa Vc=99 cm3/mol 3 =0193⏺(1)理想气体方程V=RT/P=8.314 >510/2.5 106=1.696 >103m3/mol1.696-1.4807误差：100% =14.54%1.4807(2) Pitzer普遍化关系式对比参数:T =T.Tc =510;425.2 =1.199 p = p p。=2. 5 3. =8 0. 6 —普维法H = H (H,) H, H半 h/ - 40361.7KJ KmolS Sv (-3打 S? S? SzV=93.269 KJ Kmol K3-9.有A和B两个容器,A容器充满饱和液态水,B容器充满饱和蒸气。两个容器的体积均为 1L,压力都为1MPa。如果这两个容器爆炸,试问哪一个容器被破坏的更严重?假定 A、B容器内物质做可逆绝热膨胀,快速绝热膨胀到 0.1 MPa。3-10. 一容器内的液体水和蒸汽在 1MPa压力下处于平衡状态,质量为 1kg。假如容器内液体和蒸汽各占一 半体积,试求容器内的液体水和蒸汽的总焓。解:查按压力排列的饱和水蒸汽表, 1MPa时,H^762.81kJ / kg H = 2778.1kJ/kgVg = 1.1273cm/g V^ 194.4cm/g根据题意液体和蒸汽各占一半体积,设干度为则x Vg= 1-xVi x 194.4 = :[1-x 1.1273解之得: x =0.577%所以H =xHg +(1-X)H]= 0.00577 2778.1 1 - 0.00577 672.81= 774.44kJ / kg3-11.过热蒸汽的状态为 533Khe 1.0336MPa,通过喷嘴膨胀,出口压力为 0.2067MPa,如果过程为可逆绝热且达到平衡,试问蒸汽在喷嘴岀口的状态如何?3-12.试求算366K、2.026MPa下1mol乙烷的体积、焓、熵与内能。设 255K、0.1013MPa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Cg -10.038 239.304 10和-73.358 10》TJ/ mol K3-13.试采用RK方程求算在227C、5 MPa下气相正丁烷的剩余焓和剩余熵。解:查附录得正丁烷的临界参数: Tc=425.2K、Pc=3.800MPa、3 =0.193A. =0.42748R Tc =0.427488314 42?2 =29.04Pa m6 K0.5 mol B. C 3.8。06 C. RT 8 314 汉 425 2 5 3 D. = 0.08664C = 0.08664 6 8.06 10 m mol E. Pc 3.8 00 F. 厂,6 8. 314 500. 15 2 9. 04
求 lH,匚S
q 1
Z = Z 'Z =0.8938+0.008
此时,P=PcPr=4.6 X.687=21.56MPa
同理,取 乙=0.8975依上述过程计算,直至计算出的相邻的两个 Z值相差很小,迭代结束,得 Z和P
的值。
/• P=19.22MPa
2-2.分别使用理想气体方程和 Pitzer普遍化关系式计算 510K、2.5MPa正丁烷的摩尔体积。已知实验值为
1480.7cm3/mol。
解:查附录二得正丁烷的临界参数: Tc=425.2K Pc=3.800MPa Vc=99 cm3/mol 3 =0193⏺
(1)理想气体方程
V=RT/P=8.314 >510/2.5 106=1.696 >103m3/mol
1.696-1.4807
误差：
100% =14.54%
1.4807
(2) Pitzer普遍化关系式
对比参数:T =T.Tc =510;425.2 =1.199 p = p p。=2. 5 3. =8 0. 6 —普维法
H = H (H,) H, H半 h/ - 40361.7KJ Kmol
S Sv (-3打 S? S? SzV
=93.269 KJ Kmol K
3-9.有A和B两个容器,A容器充满饱和液态水,B容器充满饱和蒸气。两个容器的体积均为 1L,压力
都为1MPa。如果这两个容器爆炸,试问哪一个容器被破坏的更严重?假定 A、B容器内物质做可逆绝热膨
胀,快速绝热膨胀到 0.1 MPa。
3-10. 一容器内的液体水和蒸汽在 1MPa压力下处于平衡状态,质量为 1kg。假如容器内液体和蒸汽各占一 半体积,试求容器内的液体水和蒸汽的总焓。
解:查按压力排列的饱和水蒸汽表, 1MPa时,
H^762.81kJ / kg H = 2778.1kJ/kg
Vg = 1.1273cm/g V^ 194.4cm/g
根据题意液体和蒸汽各占一半体积,设干度为
则
x Vg= 1-xVi x 194.4 = :[1-x 1.1273
解之得: x =0.577%
所以
H =xHg +(1-X)H]
= 0.00577 2778.1 1 - 0.00577 672.81
= 774.44kJ / kg
3-11.过热蒸汽的状态为 533Khe 1.0336MPa,通过喷嘴膨胀,出口压力为 0.2067MPa,如果过程为可逆绝
热且达到平衡,试问蒸汽在喷嘴岀口的状态如何?
3-12.试求算366K、2.026MPa下1mol乙烷的体积、焓、熵与内能。设 255K、0.1013MPa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
Cg -10.038 239.304 10和-73.358 10》TJ/ mol K
3-13.试采用RK方程求算在227C、5 MPa下气相正丁烷的剩余焓和剩余熵。
解:查附录得正丁烷的临界参数: Tc=425.2K、Pc=3.800MPa、3 =0.193
A. =0.42748R Tc =0.427488314 42?2 =29.04Pa m6 K0.5 molB. C 3.8。06
C. RT 8 314 汉 425 2 5 3
D. = 0.08664C = 0.08664 6 8.06 10 m mol
E. Pc 3.8 00
F. 厂,6 8. 314 500. 15 2 9. 04
题目解答
答案
汉
解析
考查要点：本题主要考查湿蒸汽的性质计算，涉及干度概念、饱和水与饱和蒸汽的焓混合，以及如何通过体积比例确定干度。
解题核心思路：
- 确定对比压力，查表获取饱和水和饱和蒸汽的焓及比体积；
- 根据题目中“液体和蒸汽各占一半体积”的条件，建立体积平衡方程求解干度$x$；
- 利用湿蒸汽焓的混合公式计算总焓。
破题关键点：
- 体积比例与干度的关系：干度$x$表示蒸汽中汽相的质量占比，需通过体积关系转化为质量关系；
- 查表数据的正确应用：需注意单位统一（如比体积单位为$cm^3/g$）。
步骤1：查表获取基本参数
查1MPa（对应温度$T=151.8^\circ C$）的饱和水参数：
- 饱和液态水焓：$h_f = 672.81 \, \text{kJ/kg}$
- 饱和蒸汽焓：$h_g = 2778.1 \, \text{kJ/kg}$
- 饱和液态水比体积：$v_f = 1.1273 \, \text{cm}^3/g$
- 饱和蒸汽比体积：$v_g = 194.4 \, \text{cm}^3/g$
步骤2：建立体积平衡方程
设干度为$x$，则液体质量为$(1-x)m$，蒸汽质量为$x m$（$m=1 \, \text{kg}$）。
总液体体积：$(1-x)m \cdot v_f$
总蒸汽体积：$x m \cdot v_g$
根据体积相等条件：
$(1-x) \cdot 1 \cdot 1.1273 = x \cdot 1 \cdot 194.4$
步骤3：求解干度$x$
整理方程：
$1.1273(1-x) = 194.4x \implies 1.1273 = 195.5273x \implies x \approx 0.00577$
步骤4：计算总焓
湿蒸汽焓公式：
$h = x h_g + (1-x)h_f$
代入数据：
$h = 0.00577 \cdot 2778.1 + 0.99423 \cdot 672.81 \approx 774.44 \, \text{kJ/kg}$