化工热力学习题答案第一至五、第七章

1、第一章绪论一、选择题（共3小题，3分）1、（1分）关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（）A. 可以判断新工艺、新方法的可行性。B. 优化工艺过程。C. 预测反应的速率。D通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据。E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。2、 （1分）关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（）（A）研究体系为实际状态。（B）解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。（C）处理方法为以理想态为标准态加上校正。（D）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。（E）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。3、（1分）关于化工热

2、力学研究内容，下列说法中不正确的是（）A. 判断新工艺的可行性。B.化工过程能量分析。C.反应速率预测。D.相平衡研究参考答案一、选择题（共3小题，3分）1、（1 分）C2、（1 分）B3、（1 分）C第二章流体的PVT关系1、A.C.、选择题（共17小题，17分）（1分）纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ 饱和蒸汽B.饱和液体过冷液体（1分）超临界流体是下列A.高于Tc和高于PcC.低于Tc和高于Pc2、过热蒸汽 条件下存在的物质。B.临界温度和临界压力下D.高于Tc和低于Pc3,近似等于D.3、（1分）对单原子气体和甲烷，其偏心因子B. 1D. 3A.

3、0C. 24、（1分）,400K的N2 1kmol体积约为3A 3326L B 332.6L C 3.326L Dm5、（1分）下列气体通用常数 R的数值和单位，正确的是 33A 8.314 10 Pa m / kmol K b kmol K3C cm atm / K dJ / kmol K6、（1分）超临界流体是下列 条件下存在的物质。A咼于Tc和咼于PcB.咼于Tc和低于PcC.低于Tc和高于PcD. Tc和PcV2与绝热可7、（1分）理想气体从同一初态 M作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积 逆膨胀后体积V2相比 。A. V 2 V 2B. V2 = V

4、2C. V2 V 2D.不确定1 8、（1分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 。9、 （1分）当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于： 。A零B无限大C.某一常数D. RT10、（1 分）,400K 的N 2 1 kmol 体积为。A. 3326LB.C.D.11、（1分）不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？A.能B.不可能C.还缺条件12、（1分）混合气体的第二维里系数 A .仅为T的系数 B. T 和P的函数 C . T 和组成的函数 D . P 和组成的函数13、 （1分）Pitzer提出的由偏心因子3计算第二维里系数的普遍化关系式是,0 1式

5、中B , B可由Tr计算出。A. B=B 0B1 3 B. B=B +B 3 C. BP c/RTc=B+B13 D. B=B+B114、 （1分）Pitzer提出的由偏心因子3计算第二维里系数的普遍化关系式是,式中B0, B1可由Tr计算出。0 1 0 1 0 1 0 1A. B=B B 3 B. B=B +B 3 C. BP c/RT=B +B 3 D. B=B 3 +B15、（1分）纯物质临界点时，其对比温度 Tr （）。A = 0 B. 0D. =116、 （1分）当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于：.零b.无限大c.某一常数d. RT17、（1分）混合气体的第二

6、维里系数 A . 仅为T的系数 B. T和P的函数 C . T 和组成的函数 D . P和组成的函数二、填空题（共6小题，7分）1、 （1分）在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称 。2、 （2分）纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率 ,曲率为3、 （1分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 。4、 （1分）用状态方程EO柯以计算压缩因子z、等性质。5、 （1分）描述流体PV咲系的立方型状态方程是 三次方的物态方程。、 （1分）剩余性质的定义是M = 。三、判断题（共2小题，2分）1、 （1分）一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。（）2、 （1分）在

7、T- S图上,空气和水蒸气一样，在两相区内，等压线和等温线是重合的。（）四、名词解释（共2小题，8分）1、（5分）偏心因子2、 （3 分）R-K 方程（Redlich-Kwong 方程）五、简答题（共2小题，9分）11、（5分）简述纯物质体系P-T图上特征点、线和区的含义。2、（4分）甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷 也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。（4分）物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值Tc,CFC, atmtb,ckJ/g甲烷乙烷丙烷正丁烷正戊烷正己烷参考答案一、选择题（共17小题，

8、17分）1、（1 分）D2、（1 分）A3、（1 分）A4、（1 分）D5、（1 分）A6、（1 分）A7、（1 分）A8、（1 分）零 9、（1 分）D1O、（1 分）D11、（1 分）A12、 （1 分）C13、（1 分）C14、（1 分）C15、（1 分）D16、（1 分）d 17、（1 分）C二、填空题（共6小题，7分）1、（1分）三相点2、（2 分）0,03、（1分）零4、（1分）逸度系数、剩余性质5、（1分）体积6、（1 分）M-M （T,P 定）三、判断题（共2小题，2分）1、（1 分）V2、（1 分）X四、名词解释（共2小题，8分）1、 （5分）lg（Pr ）Tr 0.7 1.

9、000表示分子与简单的球形流体（氩，氟、氙）分子在形状和极性方面的偏心度。2、（3分）无 五、简答题（共2小题，9分）1、（5分）无2、（4分）（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度, 也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。第三章流体的热力学性质一、选择题（共7小题，7分）1、（1分）对理想气体有（A.（ H / P）t 0C.（ H/ P）T 0)。B. ( H / P)t 0D. ( H / T)P 02、（1分）对单位质量，定组成的均相流体

10、体系，在非流动条件下有（）。A.dH = TdS + VdpB.dH = SdT + VdpC.dH = -SdT + VdpD.dH = -TdS -Vdp3、（1分）对1mol符合PRT /(VSb）状态方程的气体，（P） 应是（)V；;C. -R/P ; To4、(1 分)对 1molVan der Waals 气体，有 A. (?S/?V) T=R/(v-b)B. (?S/?V)T=-R/(v-b)C. (?S/?V) T=R/(v+b)D. (?S/?V)T=P/(b-v)5、（1分）对理想气体有A. (?H/?P) t0C. (?H/?P)t=06、（1分）对理想气体有（)oA.(

11、 H / P)T 0B.( H /P)t 07、（1分）对1mol理想气体（T等于ARVBRV二、填空题（共3小题，3分）Pr d1、（1分）常用的8个热力学变量P、V、T、S、h、UA、G可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实验直接测定，因此需要用 将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。2、 （1分）麦克斯韦关系式的主要作用是。3、 （1分）纯物质T-S图的拱形曲线下部称 区。三、名词解释（共2小题，8分）1、（5分）剩余性质：2、（3分）广度性质四、简答题（共1小题，5分）1、（5分）简述剩余性质的定义和作用。（5分）五、计算题（共1小题

12、，12分）1、（12分）（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：如厶G=0（1） 饱和液体节流膨胀；（3分）（2） 饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分）（3） 从临界点开始的等温压缩；（3分）（4） 过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。（3分）参考答案一、选择题（共7小题，7分）1、（1 分）C2、（1 分）A3、（1 分）C4、（1 分）A5、（1 分）C6、（1 分）C7、（1 分）B二、填空题（共3小题，3分）1、（1分）Maxwell关系式2、（1分）将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来3、（1分）气液平衡共存三、

13、名词解释（共2小题，8分）R*1、 （5分）M M M 指气体真实状态下的热力学性质M与同一 T, P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。2、（3分）无四、简答题（共1小题，5分）R*1、（5分）剩余性质定义，M M M指气体真实状态下的热力学性质M与同一 T, P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。如果求得同一 T, P下MR，则可由理想气体的 M*计算真实气体的M或厶M五、计算题（共1小题，12分）1、（12 分）（1） ?H=0 （2） ?S=0 （3） ?T=0 （4） ?P=0S第四章溶液的热力学性质、选择题（共21小题，21分）1、（1分）下列各式中，化学位

14、的定义式是 （）A.C.(nH)i P,nS,nj5A)i P,T,njniJB.5G)1i nV ,nS,nniD.(nU)i T,nS,njni2、（1分）关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）（A）纯物质无偏摩尔量。（B） T, P定，偏摩尔性质就一定。（C）偏摩尔性质是强度性质。（ D）强度性质无偏摩尔量 。3、（1分）关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）A纯物质无偏摩尔量 。 B . T, L定，偏摩尔性质就一定。C. 偏摩尔性质是强度性质。D.偏摩尔自由焓等于化学位。4、（1分）在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（）。A.f?V皓?补B. ?V 卑；?L 秽C.f

15、?L1?V；1?V?LD.fL fV(f 为混合物的逸度) 5、 （1分）等温等压下，在A和 B组成的均相体系中，若 A的偏摩尔体积随A浓度的减小而减小，则 B的偏摩尔体积将随A浓度 的减小而（）A.增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定6、 （1分）对无热溶液，下列各式能成立的是（）.A. SE=0, VE=0B. SE=o, A=oC. Ge=0, Ae=0D. He=o, g= -tse7、（1 分）苯（1）和环己烷（2）在303K,下形成 X1=溶液。此条件下 V=89.96cm /mol , V2=109.4cm /mol , V 1=89.99cm /mol ,V（-） 2=1

16、11.54cm3/mol，则过量体积 VE=cm3/mol 。A. 0.24B.0C.、（1分）下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为 。B.C. GinG / niT,P,nJ iD. G inG /niT,nv,nJ idGi=Vdp-SidT10、（1分）在和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（A）卩（水）=卩（汽）（B）卩（汽）卩（水）（C）卩（水） 卩（汽）（D） 无法确定11、（1分）关于理想溶液，以下说法不正确的是（）。A. 理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。B. 符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。C. 理想

17、溶液中各组分的活度系数均为1。D. 理想溶液所有的超额性质均为0。12、（1分）混合物中组分i的逸度的完整定义式是().dGiRTdln ?,lim| ?/(YiP) 1B.dGiRTd ln?,lim ?/ P 1dGi RTd ln f?,lim fi 1dGiRTd l nf?,lim0 ? 1C.p 0D.p 013、（1分）二元非理想极稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守A. Henry 定律和 Lewis-Randll 规则.B. Lewis-Randll规则和 Henry 定律.C.拉乌尔规则和Lewis-Randll规则.D. Lewis-Randll规则和拉乌尔规则14、（1分）下列

18、化学位卩i和偏摩尔性质关系式正确的是（）A.y i = HiB.C. i = GiD.15、（1分）下列化学位卩i和偏摩尔性质关系式正确的是（）A.y i = H iB.C. 1 i =G iD.1 i = A i16、 （1分）Wilson方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下说法不正确的是（）。A.引入了局部组成的概念以及温度对丫 i的影响，因此精度高。B. 适用于极性以及缔合体系。C用二元体系的参数可以推算多元系。D.适用于液液部分互溶体系。17、（1分）对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（）。ssA.yifXi Pi .B.yi PiXi Pis ssC.yi

19、pXi i Pid.yi pXi Pi3318、(1 分).苯(1)和环己烷( 2)在 303K，下形成 X1=溶液。此条件下M=89.96cm/mol , V 2= 109.4cm /mol ,33E3V(-) 1=91.25cm /mol , V(-) 2=109.64cm /mol，则过量体积 V=cm/mol。A. 0.55 ;C.、（1分）在和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（)(A) 1（水）=1 （汽）(B)1 （汽）1 （水）(C) 1（水）1 （汽）(D)无法确定E20、（1分）下列关于G关系式正确的是（）。A. cT = RT E X In XiB. GE = R

20、T EXln a iC. GE = RT EXln y iD. GE = R EXIn X i21、（1分）对二元溶液T或P 一定时，下列各式中，Gibbs-Duhem方程正确的形式是（A. Xidln y 1+ X2dln 丫 2= 0B. Xidln 丫 i- X 2dln 丫 2= 0C.XidlnYi/dXi - X2dln丫2/dXi = 0 D. XidlnYi/dXi + X2dln丫 2/dX2 = 0二、填空题（共11小题，27分）1、 （1分）理想溶液的过量性质 M等于 。2、 （3分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成溶液，它们的 H=

21、 V=3、 （4分）逸度和活度的标准态有两类，1）以定则为标准态，2）以定则为标准态。如计算雪碧中CQ这种溶解度很小的溶质逸度时应采用 定则为标准态；如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用定则为标准态。4、（4 分）理想溶液的 H= V=; S= ; G =。5、 （3分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成溶液，它们的 H=, V=。6、 （1分）二元混合物容积表达式为 V=XM+%V2+aX1冷如选同温同压下符合 Lewis-Randll规则的标准态就有V=。7、 （1分）当T, P 一定时，非理想溶液混合性质变化 G 。8、 （2分）等温等压下二元溶液组分的

22、活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程X 1dln 丫 1+ = 9、（6分）在表格空格处填入合理的性质和关系（每格分）M iMM = 2 X i M iln flnln 丫 i10、（1分）溶液中组分i的活度系数的定义是11、（1分）Wilson方程是在溶液模型和 概念基础上建立的关于活度系数与组分组成Xi的关系式。三、判断题（共3小题，3分）1、 （1分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。（）2、 （1分）理想溶液各组分的活度系数和活度为1。（）nln fxi ln ?i3、 （1分）逸度也是一种热力学性质，溶液中组分i的分逸度与

23、溶液逸度的关系为i四、名词解释（共4小题，14分）1、（3分）偏摩尔性质2、（4分）过量性质（超额性质）3、（4分）理想溶液4、（3分）活度五、简答题（共3小题，16分）1、（6分）在表格空格处填入合理的性质和关系MMx M iIn fInlny i2、 （5分）简述活度的定义和物理意义。（5分）3、（5分）偏摩尔性质定义及物理意义六、计算题（共8小题，109分）1、（15分）25 C,下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为 H =600 180X- 20X i （J /mol）. 式中Xi为组分1的摩 尔分数,标准态按Lewis-Randall 定则计算，求（1） H 11 H 2；

24、（ 2） H 1 H 2 ； （ 3） H 15 H 2； （ 4） H ； （ 5） H ； （15 分）2、 （14分）（14分）25C，下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V = 80 24X 20X 12（cm3 /mol）. 式中X为组分1的摩尔分数,V为溶液的摩尔体积.求，（1） V1,V2（6分）V1,V2（2分）（3）V1 ,V 2 （2分）（4）A V （ 2分）；（5） VE. （2分）标准态 按 Lewis-Randall 定则3、 （16分）由实验数据得到25C, 1atm下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示：23H = 150 - 45X1 + 10X 1 - 15

25、 X 1H单位是J/mol , X1是组分的摩尔分数。求该温度压力下，LJLJoomE（1）H1和 H2 （2）H1和 H2（ 3）Hi和Hz（4 ）A H（ 5）H参考答案一、选择题（共21小题，21分）1、（1 分）A2、（1 分）B3、（1 分）B4、（1 分）A5、（1 分）A6、（1 分）D7、（1 分）A8、（1 分）D9、（1 分）D10、（1 分）B11、（1 分）B12、 （1 分）A13、（1 分）A14、（1 分）C15、（1 分）C16、（1 分）D17、（1 分）D18、（1 分）A19、（1 分）B20、（1 分）C21、（1 分）A二、填空题（共11小题，27分）

26、1、（1 分）02、 （3分）理想溶液，0, 03、 （4 分儿ewis-Randall 定则，Henry定则；Henry定则，Lewis-Randall 定则；4、（4 分）0 , 0,R xilnxi RT XiM5、（3分）理想溶液，0, 06、（1 分）?V = a X%7、（1 分）?G=RTEx iln （丫 i Xi）8、（2 分）X 2 din 丫 2 , =09、 （6分）（？/X）ln fxjn（?/）ln ? lnG7rTGe/RT=Ex iln Y i10、（1 分）ai/Xi11、 （1分）无热，局部组成三、判断题（共3小题，3分）1、（1 分）V 2、（1 分）X

27、3、（1 分）X四、名词解释（共4小题，14分）Mi -1、 （3分）偏摩尔性质ni在T、P和其它组分量口均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol的组分i所引起的一系列热力学性质的变化。2、 （4分）超额性质的定义是 ME = M -M id ,表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。AME与ME意义相同。其中ge是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。AA3、 （4分）理想溶液有二种模型（标准态）：fiid = Xi f i （ LR）和fiid = Xi ki（ HL）有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零

28、, 自由焓变化小于零。4、（3分）无五、简答题（共3小题，16分）iXi1、（6 分）MiMMX M iln( ? /xjln fIn fXi ln( f? /Xi)ln ?lnInXi ln ?i1丫 ige /rtge /RTXi ln i2、（5分）活度的定义是,活度的物理意义是，活度是相对逸度, 是校正浓度。3、（5分）偏摩尔性质：在给定的 质的变化。六、计算题（共8小题，109分）1、（15 分）对理想溶液活度就是浓度，对非理想溶液活度T,P和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列热力学性2、(14 分)V1= 56-40X 1+20 X1V2= 80 +

29、 20 X 1 2V1 = 56 cm 3 /molV23=100 cm /mol3V 1 = 36 cm /mol2 = 80 cm/molA V = 20X 1 X2 V E = 20X 1 X2H3、(16 分)(1)1 = 105 + 20X1 - 55X231 + 30X 1H2 = 150 -10X 12 + 30X 13(2) H1 = 100 J/mol，H2 = 150 J/moloo(3) H1 = 105 J/moloo,H2 = 170 J/mol(4)A H = 5X 1 + 10X231 -15X 1(5) HE = A H第五章化工过程能量分析1. 气体经过稳流绝

30、热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值（）.A.增加B.减少 C .不变D.不能确定2. 要加热50C的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（）A.60 C的热水 B.80 C的热水 C.100 C的饱和蒸汽， D. 120C的过热蒸汽3.不可逆过程中孤立体系的()A.总熵总是增加的，有效能也是增加的。 C.总熵是减少的，但有效能是增加的。一封闭体系经过一变化，体系从4.有效能也是减少的。但有效能是减少的。8000kJ，体系熵增25kJ/K，则此过程是()。A.可逆的B.不可逆的在与之间工作的热机的最大效率是(A. %?C. % ?逆过程，此二过程环境熵

31、变存在( (AS环)可逆 (AS环)可逆=按第二定律，A. 0在孤立体系中，因不可逆性导致作功能力损失。公式 A 仅适用传热过程 B.也适用传质过程 C .体系经不可逆循环又回到初态，则热温商的循环积分A 010.关于做功和加热本领的描述，不正确的是(5.6.A.C.7.8.9.(AS环)不可逆B.(S环)不可逆D无论什么过程体系的熵变B. 0B.总熵总是减少的，D.总熵是增加的，25 C恒温水浴吸收热量C.不可能的)体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可 )。(AS环)可逆 (AS 环)不可逆 (AS环)可逆=0C.=0(式中为环境温度) 也适用流动过程D.不确定

32、是从传热过程推出的D.任何过程都行A压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。B温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。C温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。D放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。To、Po为环境温度，压力)11.非流动过程的理想功 Wid等于(. V为体系温度，压力及体积变化,D) U-ToA S+唱 VA). U B) U-TqA S C) U-TA S+PA V12. 损失功也是过程可逆与否的标志，因此有：A) Wl=To* S体 B)Wl=Td* S环C)W=To* S总D)W l=-To* S总13. 体系由状态1 ( P1,T1 )可逆变

33、化到状态2 ( P2,T2),该过程用厶Ex的变化等于。A)WdB)W l C)-W idD)T4 S总14. 同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率()A.相同 B.低 C. 高 D. 不一定15. 500C恒温热源下100KJ的热量所具有的有效能为 。(T0=298K)A. 100KJ B.约 40KJ C. 约 60KJD.约 20KJ16. 卡诺制冷循环的制冷系数与() 有关。A.制冷剂的性质 B.制冷剂的工作温度C.制冷剂的循环速率D.压缩机的功率17. 任何体系在一定状态下的有效能是从所处状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界作出的最大功。A)正确B) 错误18. 有效能是系

34、统的一种热力学性质。因此，系统某个状态的有效能的数值与环境状态无关。A)正确B) 错误19. 压力相同时，过热蒸汽的有效能较饱和蒸汽大，因此其做功的本领也较大。A)正确B)错误20. 温度相同时，高压蒸汽的有效能较低压时蒸汽大，所以通常用高压蒸汽作为工艺加热之用。A)正确B) 错误21. 蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀，体系和环境总的有效能是守恒的。A)正确 B)错误22. 根据能量守恒定律，在不消耗外部能量的前提下，功可以自发的全部转化为热，热可以完全自发的转化为功。A)正确B) 错误23. 热力学效率表示能量利用真实过程与可逆过程的差距，因此，热力学效率必然小于1。A)正确B)错误24. 要对

35、化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析A)正确B)错误25. 根据热力学第一定律，对某过程或系统的能量衡算，不仅能确定能量的数量利用率，而且能全面地评价能量利用情况。A）正确B） 错误26. 一定状态下体系的有效能是体系由该状态达到与 时此过程理想功。27. 体系经过不可逆过程，则过程熵变一定大于过程的 商。28. 纯物质T-S图两相区水平线段（结线）长度表示大小。29. 单位质量稳流体系能量平衡方程是 。30. 稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。31. 体系由一状态到另一状态变化过程中以方式进行时的功效应，称为此过程的理想功。32. 能量平衡是

36、以热力学 为基础，有效能平衡是以热力学 为基础。33. 能量平衡是反映系统中能量的 利用情况，有效能平衡是反映系统中能量 的利用情况。34. 根据热力学的观点，体系与环境间由于 作推动力而传递的能量称为热，热力学第一定律的数学表达式是规定体系吸热为正值，放热为负值，体系得功为正值，对环境做功为负值。35. 对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是 .36. 当单位质量流体稳定流经水平、等径的阀门时，其能量平衡方程式可以简化为_37. 当单位质量的流体经过绝热节流膨胀（忽略功、能和位能的变化）其能量守恒方程一一38. 节流式正气量热计用于测量湿蒸汽的干度，其原理是是么？39. 卡诺定理的主要内容

37、是是么？40. 热力学第二定律的表达式是 41. 孤立体系的熵增表达式是 42. 从热力学的角度分析某流体流动装置必须遵循哪三个原理？43. 什么是理想功、损失功？44. 理想功的两个基本条件是是么？45. 考察理想功的作用是什么？46. 在化工过程中，动能、位能变化不大的稳定流动过程理想功Wd表达式可简化为什么？47. 稳定流动体系物流的有效能 Ex的基本计算式为：48. 在T-S图上1-2-3-4表示卡诺循环，问卡诺循环效率用面积比如何表示T4 :2 口S49. 单位质量稳定流动体系能量平衡方程是 。流体经常通过喷嘴获得高速气体（超音速），该高速气体的速度为 。计算题1. （12分）有一股

38、热水流经一段管道，由于保温不良，温度由 90 C下降到80C,试求此流动过程中，每千克水的理想功和损失功。假设管道的压降可忽略，水的热容G=kg K,环境温度To=298K。2. （12分）试求1kmol, 300K的空气，由等温可逆压缩到10MP的轴功和理想功。环境温度取To为298K。3. （10分）的饱和水蒸汽被绝热压缩至Mpa, 280C，蒸汽流率为1000Kg/h，环境温度25C,计算：（1 ）压缩机的功率（2）理想功和热力学效率饱和水蒸汽的焓值和熵值分别为：-1-1-1H= kg S 1= kJ kg K。和280 C过热蒸汽的焓值和熵值分别为：H= kg-1S2= kJ kg -

39、1 K-14. （12分）（1）气体由20C, 2.0m3 （状态1）经绝热过程到150C, 1ni（状态2），输入功为100kJ，求其内能变化？（2） 初态同（1）,经恒容过程加热到150C （状态3）,需热量95kj，问此过程内能变化如何？3（3） （2）中处于状态3的气体经等温压缩到1.0m （状态2）,同时移走185kj热量，问其内能变化如何？需功若干？ （本 题按封闭体系计算）5. （12分）压力，温度260?C的过热蒸汽，以一定线速度进蒸汽动力装置透平作功，乏气为，设此为可逆绝热膨胀过程。求：（1） 每kg蒸汽的轴功（不计动能变化）；（2） 进、出蒸汽的有效能（不计动能变化）；（3

40、）有效能效率耳ex（设环境T=293K , P=,热损失可忽略）有关数据P(bar)T(k)H(KJ/kg)S (KJ/H(KJ/kg)S (KJ/(KJ/kg)Sg (KJ/进透平蒸汽533出透平蒸汽:环境水6. （12分）氨冷凝器用冷却水将气态氨冷凝为液氨，冷凝器进出口参数：氨进口：383k, H=1897kJ/kg , S=（）氨出口： 305k , Hb=kg , S=（）水进口： 293k, H=kg, S3=（）水出口： 303k , Hk=kg , $=（）假设冷凝器与周围环境无热交换，环境温度T=298K。试求：（1）冷凝1Kg汽氨耗用冷却水量（4分）;冷凝1Kg汽氨总损耗功（

41、8分）。7. （13分）化工生产中需，80C热水用于设备保温，此热水由，175C水蒸汽通入，20C冷水在热水槽中混合得到。请计算：（1）制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽？（2）此混合过程理想功和损失功是多少（按 1吨热水计）？（3） 如果用，95C热水代替水蒸气制备，80C热水，那么损失功又是多少（按1吨热水计）？（4）比较（2）和（3）的结果，哪一个损失功小？为什么？设混合过程热损失可忽略，环境温度是20C。有关数据列于下：热水（80C ） 热水（95C） 冷水（20C） 水蒸气（175C）H （kJ/kg ）S （kJ/ （ kg K）8. （10分）设有压力为、的饱和蒸汽和，573K的过

42、热蒸汽和，573K的饱和水，若这些蒸汽和水经充分利用后，最后排出，298K的冷凝水（即环境状态）。（1） 将它们做功本领从大到小排序，并说出如此排序的理由。（不需要计算）（2）简要阐述如何合理利用蒸汽。（3） 计算3# （序号见下表）饱和蒸汽的有效能E。（4）若将3#饱和蒸汽变成4#饱和水，环境温度为298K,请计算此过程所做的理想功。序号P, MPaT,KS (KJ/ )H(KJ/Kg)0#水2981#饱和蒸汽45327762#过热蒸汽57330533#饱和蒸汽57327834#饱和水57313449. （12分）试求将1kg，的空气，按如下条件变化时的热量变化，以及有效能变化。取环境温度为

43、25C（ 298K）。（1）等压下由-38 C加热至30C；（2）等压下由30C冷却至-170 C。10. （12分）有一台空气压缩机，为气动调节仪表供应压缩空气，平均空气流量为500m h，进气初态为25C,压缩到，假设压缩过程可近似为绝热可逆压缩，试求压缩机出口空气温度，以及消耗功率为多少？11. （12分）一汽缸活塞装置中以气体经过不可逆过程后，内能增加了32kJ，在此过程中，体系从 540K的贮热器接受热量100KJ，然后又经过一可逆过程回到始态，此过程也只在体系与540K的贮热器之间发生，已知经此两过程后，贮热器的熵变为K,试计算（1）,在第一个不可逆过程中，体系所做的功（2）,在第

44、二个可逆过程中所传递的热量（3）,在第二个可逆过程中体系所做的功12. （12分）设有1mol理想气体在恒温下由10atm, 300k经不可逆膨胀至1atm时所做的功是1kcal，计算和 W （环境温度 To=3OOk ,按稳流体系考虑）13. （16分）试比较如下几种水蒸汽，水和冰的有效能大小。设环境温度为298K。,160C ,过热蒸汽；,160 C ,过热蒸汽；,100C ,过冷蒸汽；100 C,饱和蒸汽；,100C ,饱和水； ,0C ,冰。114. （10分）某人称其能用100C的饱和水蒸汽，提供140C的热能，且每公斤水蒸汽可供热量1800kJ - kg。请验证其可靠性。参考答案1

45、2345678910BADCCADDAC11121314151617181920DCABCBBBAB2122232425ABAAB26环境基态完全平衡27 热温商28汽化熵229?H+1/2?u +g?Z=Q+W30不可逆性31 完全可逆32第一定律；第二定律33 量；品质34 温差 U= Q+ W35 H+ 1/2 U+g z=Q+W 或厶 H+A E 042质量守恒能量守恒熵增原理43理想功是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可以产生的最大功或者必须消 耗的最小功。损失功时指给定相同的状态变化时的不可逆实际功与理想功之间的差值。WI=W ac-Wd44 1)

46、体系内部一切变化可逆 2)体系只与温度为To的环境进行可逆的热交换。45理想功是一个理论的极限值，用来比较实际功的标准。46 Wd = H-ToA S4748E2#1#4#因为温度压力越高，蒸汽的作功本领越大；温度相同时，压力越高，蒸汽的作功本领越大；压力相同时，温度越高，蒸 汽的作功本领越大； 任何温度压力下的饱和蒸汽比任何温度压力下的饱和水作功本领大。( 2)应尽可能利用高压蒸汽来做功，低压蒸汽来加热。( 3)9.(12分)解：由空气的T-S图可查得下各温度状态的焓及熵值如下:-38C( 235K),H1=11620J mol-1S1=104 J-1 -1 mol K30C( 303K),

47、H2=13660J mol-1S2=111J mol-1 -170C( 103K),H3=7440J mol-1S3=77 J -1 -1mol-1K-11 )等压加热热量 有效能变化 2)等压冷却热量 有效能变化10.(12分)解：对绝热过程A H=-W初、终态的焓值可以查空气的有关图表得到，也可以从气体的P-V-T关系式求得。由于压力不高，此时空气可当成理想气体处理。多变指数 k可导出理想气体绝热可逆过程的轴功式压缩时温度变化关系式为：即为224C，可见出口温度太高，需要在压缩机的出口装上冷却器，通常在压缩机出口有一缓冲罐，在此对空气进行 冷却降温。如果出口压力较高，则不能当成理想气体处理，真实气体的PVT生质是可以通过状态方程准确计算的。11. (