20142015 第一学期化工热力学 4

1、化工热力学试卷一、填空题（每题2分）1. 正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力pc=3.797MPa，在Tr=0.7时的蒸汽压为_ MPa2. 混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是_3. 剩余性质实质相同的温度和压力下_热力学性质之差；超额性质是指_热力学性质之差4. 气体从高压到低压作绝热可逆膨胀时T_,S_，理想气体流过节流阀时，T_,S_5. 由热力学第二定律可知，过程的不可逆性越大，过程的熵产S_，损耗功WL_ 2、 选择题（每题2分）1. 在90，1atm下，苯（1）甲苯（2）汽液平衡系统可以视为完全理想体系，此条件下蒸汽压ps1=1.343atm，ps2=0.535atm，则汽液

2、平衡组成x1,y1分别是（ ）A.0.576;0.773 B.0.773;0.576 C.0.424;0.227 D.0.227;0.4242.熵产S是由_而引起的A. 体系与环境间热量交换 B.体系与外界功的交换C.体系内部的不可逆性 D.体系与外界的物质交换3.冬天要给寝室供热取暖，消耗500Wh的电量，采用可逆热泵循环（空调），电热器两种供热方式，哪种供热量多？（ ） A. 热泵 B.两者相等 C.电热器 D.有争议，无法比较4.下面哪种做法不利于提高朗肯循环热效率？（ ）A. 提高汽轮机进汽温度 B.提高汽轮机进汽压力C.提高汽轮机出汽压力 D.抽出汽轮机部分蒸汽用于加热锅炉供水5.对

3、于无热溶液，下列各式成立的是_A.SE=0,VE=0 B.SE=0,AE=0 C.GE=0,AE=0 D.HE=0,GE=-TSE6.苯（1）环己烷（2）在303K，0.1013MPa下形成x1=0.3的溶液，此条件下V1=89.96cm3/mol, V2=109.4cm3/mol,1=91.25cm3/mol,2=109.64cm3/mol,溶液的超额体积为_cm3/mol.7.化工热力学中有各种状态方程，如RK方程，理想气体状态方程，vdW方程，SRK方程，PR方程，请为它们的计算准确性排序（ ）A. RKPRSRKvdW理想气体状态方程B. PRSRKRKvdW理想气体状态方程C. PR

4、vdWSRKRK理想气体状态方程D. SRKPKPRvdW理想气体状态方程8.下列关于逸度的说法不正确的是（ ）A. 逸度可称为校正压力 B.逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度C.逸度表达了真实气体对理想气体的偏差D.逸度课代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT9.立方型状态方程有多种形式，其中对摩尔体积V的三次展开式中，若解得V有三个实根，则最大的根表示（ ）A. 气相摩尔体积VV B.液相摩尔体积VLC.无实际物理意义 D.气相摩尔体积与液相摩尔体积之和10.下列化工热力学研究特点的说法不正确的是（ ）A. 研究体系为实际状态B. 处理方法以理想状态为标准态加以校正C. 解释微观本

5、质及其产生某种现象的内部原因D. 应用领域是解决工程中的能量利用及平衡问题三、计算题（每题15分）1.某二组元液体混合物在298K和1.0133105Pa下的焓可用下式表示：式中H单位为Jmol。试确定在该温度、压力状态下（a）用x1表示1和2；（b）纯组分焓H1和H2的数值；（c）无限稀释下液体的偏摩尔焓1 和2的数值。2.试将以下形式的RK方程改写成普遍化形式，并计算在300K，3.704MPa时异丁烷的摩尔体积式中h=B/Z , B=bp/RT , A/B=a/bRT1.5 ，a和b为RK方程参数。（参考热力学数据：，）3. 已知某含组分1和2的二元溶液的GE/RT=BX1X2，B可视为

6、常数，50下达汽液平衡时能形成共沸物，现测得50下1=14.7,P1S=0.0174MPa, P2S=0.0667MPa，汽相可视为理想气体。试求：（1）ln1和ln2表达式（以Xi为变量）（4分）（2）常数B值（3分）；（3）50下恒沸点组成和平衡蒸汽总压（即平衡压力）（7分）；（4） G表达式（以Xi为变量）（4分）。4.某一蒸汽动力循环装置，锅炉压力为4MPa，冷凝器工作压力为0.004MPa。进入透平机的是过热蒸汽，温度为500。（1） 若此循环为理想郎肯循环，试求循环的热效率和汽耗率。（2） 若过热蒸汽通过透平机进行实际的不可逆绝热膨胀过程，排出乏汽的干度为0.92，试求此实际过程的

7、郎肯循环的热效率和汽耗率。（参考热力学数据：4MPa、500过热蒸汽 0.004MPa乏汽 ）四、论述题（10分）有人说，学好化工热力学的首要问题是突出课程的一条主线Gibbs函数G，谈谈你对这个观点的认识。 参考答案一、1. 0.24352. lnf=Sxiln(fi/xi) 3. 真实气体与理想气体 真实溶液与理想溶液 4. 05. 越大 越大二、ACACD ABDAC三、1. 解：（1）因为：故：又：所以：求微分：故： （2）将x1=1及x1=0分别代入上式，得纯组分焓H1和H2。（3） 和 是指在x1=0及x1=1时的 及将 代入上式，得：将 代入上式，得：2、 解： 得 分别将B及A

8、/B值代入题给形式的RK方程，则 可得 令得 3、解：（1）ln1 =BX2 2, ，ln2=BX1 2（2）（3）恒沸时X1=Y1,X2=Y2,和与联立求解得 =0.01973+0.05918=0.07891Mpa（4）4、该过程在T-S图上如下图所示.1状态：高压水，4Mpa，水近似不可压缩4状态：过热蒸汽，4Mpa，5005状态：乏汽，0.004Mpa 设状态5乏汽的干度为x，则 解得x=0.828对焓有6状态： 若为理想郎肯循环： 45过热蒸汽可逆绝热膨胀过程，轴功为 56乏汽冷凝，放热 61饱和水升压过程，泵耗功 且 由于泵耗功很少，可忽略不计。 14水吸热成过热蒸汽，吸热量 理想循环效率 汽耗率 若过程为不可逆绝热膨胀：蒸汽在透平机中绝热膨胀至5状态，由乏汽的干度可求出5状态焓值。这时循环效率为实际汽耗率 4、 参考答案; Gibbs函数是贯穿于化工热力学课程的一条主线。热力学性质计算中引入了剩余Gibbs函数和过量Gibbs函数，