化工热力学习题集(附答案)复习

1、模拟题一一.单项选择题(每题1分,共20分本大题解答(用A 或B 或C 或D 请填入下表:1. T 温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为( A. 饱和蒸汽B. 超临界流体C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P ( A. (T P sB. (T P sB. (T P sC. =(T P s4. 纯物质的第二virial 系数B ( A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程,必须至少用到( A. 第三virial 系数B. 第二viria

2、l 系数C. 无穷项D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是( A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷B. 甲烷、乙烷C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根,则最大的根表示( A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式( A. 0.7lg(1s r Tr P =-B. 0.8lg(1sr Tr P =-C. 1.0lg(sr Tr P =-9. 设Z 为x ,y 的连续函数,根据欧拉连锁式,有( A. 1x y zZ Z x x y y =- B. 1y xZ Z x y x y Z =- C. 1y xZ Z x y x y Z

3、= D. 1y Z xZ y y x x Z =- 10. 关于偏离函数M R ,理想性质M *,下列公式正确的是( A. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( (A 纯物质无偏摩尔量 。 (B 任何偏摩尔性质都是T ,P 的函数。 (C 偏摩尔性质是强度性质。(D 强度性质无偏摩尔量 。 12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( (A 逸度可称为校正压力 。 (B 逸度可称为有效压力 。 (C 逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 (D 逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv

4、=nRT 。 (E 逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 13. 二元溶液,T, P 一定时,Gibbs Duhem 方程的正确形式是 ( . a. X 1dln1/dX 1+ X 2dln2/dX 2 = 0 b. X 1dln1/dX 2+ X 2 dln2/dX 1 = 0 c. X 1dln1/dX 1+ X 2dln2/dX 1 = 0 d. X 1dln1/dX 1 X 2 dln2/dX 1 = 0 14. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A. 系统的偏摩尔量就是化学势B. 化学势是系统的强度性质C. 系统中的任一物质都有化学势D. 化学势大小决定物质迁移的方向15.关于活度

5、和活度系数的下列说法中不正确的是 ( (A 活度是相对逸度,校正浓度,有效浓度;(B 理想溶液活度等于其浓度。 (C 活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。(D 任何纯物质的活度均为1。 (E 的偏摩尔量。 16.等温等压下,在A 和B 组成的均相体系中,若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加,则B 的偏摩尔体积将:( A. 增加B. 减小C. 不变D. 不一定 17.下列各式中,化学位的定义式是 ( 18.混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。A. dG _i =RTdlnf i , 0lim p f i /(Y i P=1 B. dG _i =RTdlnf i , 0lim p f i /

6、P=1C. dG i =RTdlnf i , 0lim p f i =1 ; D. dG _i =RTdlnf i , 0lim p f i =1 19.关于偏摩尔性质,下面说法中不正确的是( A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B .偏摩尔焓等于化学位 C .偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位 20.下列关于G 关系式正确的是( A. G = RT X i ln X iB. G = RT X i ln a i C. G = RT X i ln i D. G = R X i ln X i二、填空题1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于_ _,数学上可以表示为_和_

7、。2. 根据Pitzer 提出的三参数对应态原理,计算给定T, P 下纯流体的压缩因子Z 时,可查表得到_、_,并根据公式_,计算出Z 。如果无法查表,也可根据截断的Virial 公式1B P Z R T=+,利用B 0, B 1仅为对比温度的函数,计算出B 0, B 1,根据公式_,计算出B ,从而得到Z 的数值。 3. 热力学第一定律的公式表述(用微分形式:_。热力学第二定律的公式表述(即熵差与可逆热之间的关系,用微分形式:_。4. 几个重要的定义公式:焓H=_;自由能A=_;自由焓G=_。5. 几个热力学基本关系式:dU=_;dH=_;dA=_;dG=_。 6. 写出下列Maxwell

8、关系式: T S V =_;TS p = _。7. 对理想溶液,H=_,V=_,S=_,G =_。 8. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_ + 0ln 22=d x 。jjjjn nS T ii n T P i i nnS nV ii n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,(.(.(.(.9. 超额性质的定义为在相同温度、压力及组成条件下真实溶液性质和 溶液性质之差。 10. 二元混合物的焓的表达式为 212211x x H x H x H +=,则=1H ;=2H 。11. 三、是非题1. 当压力大于临界压力时,纯物质就以液态存在。

9、( 2. 由于分子间相互作用力的存在,实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积,所以,理想气体的压缩因子Z=1,实际气体的压缩因子Z1c. 1d. =13、下述说法哪一个正确? 某物质在临界点的性质( 。(A 与外界温度有关 (B 与外界压力有关 (C 与外界物质有关 (D 是该物质本身的特性。4、下面的说法中不正确的是 ( 。(A 纯物质无偏摩尔量 。 (B 任何偏摩尔性质都是T ,P 的函数。 (C 偏摩尔性质是强度性质。(D 强度性质无偏摩尔量 。 5、关于逸度的下列说法中不正确的是 ( 。 (A 逸度可称为“校正压力” ;(B 逸度可称为“有效压力”; (C 逸度表达了

10、真实气体对理想气体的偏差; (D 逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv=nRT ;(E 逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 6.二元溶液,T, P 一定时,Gibbs Duhem 方程的正确形式是 ( 。 a. X 1dln1/dX 1+ X 2dln2/dX 2 = 0 b. X 1dln1/dX 2+ X 2 dln2/dX 1 = 0 c. X 1dln1/dX 1+ X 2dln2/dX 1 = 0 d. X 1dln1/dX 1 X 2 dln2/dX 1 = 07. 在373.15K 和101325Pa 下水的化学势与水蒸气化学势的关系为( 。 (A (水=(汽 (B (

11、水(汽 (D 无法确定8. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV, 下面的说法中准确的是( 。 (A TdS 是过程热 (BpdV 是体积功 (CTdS 是可逆热 (D 在可逆过程中, pdV 等于体积功, TdS 即为过程热 9.关于化学势的下列说法中不正确的是( 。A. 系统的偏摩尔量就是化学势B. 化学势是系统的强度性质C. 系统中的任一物质都有化学势D. 化学势大小决定物质迁移的方向 10.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( 。(A 活度是相对逸度,校正浓度,有效浓度;(B 理想溶液活度等于其浓度。 (C 活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。(D 任何纯物质的活度均为1。

12、 (E 的偏摩尔量。 11. 等温等压下,在A 和B 组成的均相体系中,若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加,则B 的偏摩尔体积将( 。A. 增加B. 减小C. 不变D. 不一定 12. 麦克斯韦关系式的主要作用是( 。(A简化热力学变量的计算;(B用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数的偏微商; (C用易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商;(D 便于用特性函数表达其它热力学函数13.下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式?( A.(T /V S = (V /S p B . (T /p S =(V /S p C . (S /V T = (p /T V D . (S

13、/p T = -(V /T p 14.对1mol 理想气体,应是( (a R/V ;(b R ;(c -R/P ;(d R/T 。 15. 下列各式中,化学势的定义式是( 。jjjjnnS T i n T P i n nS nV ii n nS P i i nU d nA c n nG b n nH a ,(.(.(.(.二、下列判断题正确者用“”;不正确者用“”。(每题0.5分,共5分1、热力学来源于实践生产实践及科研实践,但它同时又高于实践,热力学的一致性原则,常可考查(验出科研或实践中引出的错误认识并加以纠正。( 2.由三种不反应的化学物质组成的三相PVT 体系,达平衡时仅一个自由度。

14、( 3.任何真实气体的性质可用同温同压下,该气体的剩余性质和理想气体性质的总和计算。 ( 4.在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。 ( 5. 超额吉氏函数与活度系数间的关系有i inP T i E t RT n G ln ,= 。 ( 6.符合Lewis-Randall 规则的溶液为理想溶液。 ( 7. 只有偏摩尔吉氏函数与化学势相等,所以inP T iijn nG =,(是最有用的( 8.当取同一标准态时,溶液的超额热力学性质有EEH H = 。 ( 9.理想溶液中溶液的超额吉氏函数0=EG,所以组分的活度系数0=i 。 ( 10.当T 、P 一定时,溶液中

15、组分i 的活度系数0iii =(i 为组分i 的组分逸度系数,0i为纯组分i 的逸度系数。 ( 三、填充题(每空1分,共25分:1.逸度的标准态有两类,1以 为规则,2以 为规则,请举例说明1 2 。2.写出热力学基本方程式_ _ _ _ ;_ _; _ _;_ _。3.对理想溶液,H=_,V=_,S=_ _,G =_ _。4.对应态原理是指 。 三参数对应态原理中三个参数为_。普遍化方法分为_和_ 两种方法;用普遍化方法可以计算_、_、_和_性质。5、活度的定义_ _ _;活度系数的定义 。6、偏离函数的定义 。7、混合性质变化的定义 。8、超额性质的定义 。9、偏心因子的定义 。四、简答题

16、(共20分1.化工热力学的研究特点是什么?(4分2.液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷、乙烷或正己烷,试用下表 3.从热力学角度解释,超临界萃取技术为何常选CO2作为萃取剂?(4分4.简述纯物质P-V图上点、线和区域的意义(用图说明,并写出临界等温的数学特征。(8分五、计算题(共35分:1、已知50时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3 g-1,求单位质量的H、S和G函数各是多少?(10分 2. 25,0.1MPa 下组分1和2形成溶液,其体积可由下式表示:V =40 -12X 1 - 10X 12 (cm 3 /mol . 式中X 1 为组分1的摩尔分数, V 为溶液的

17、摩尔体积. 求,;,;,2;,212EV (V (V V (V V (V V (5431211Lewis Randall 定 则. (10分3其 中A,B,C 仅是T,P 的函数。求。,f f f RT G E ln ln ,ln /,ln 212 (均以Lewis-Ra ndall 规则为标准状态。 (15分模拟题三一、选择题1、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、纯流体在一

18、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( 。A .饱和蒸汽 B.饱和液体 C .过冷液体 D.过热蒸汽 3、超临界流体是下列( 条件下存在的物质。A.高于T c 和高于P cB.临界温度和临界压力下C.低于T c 和高于P cD.高于T c 和低于P c4、对单原子气体和甲烷,其偏心因子,近似等于( 。A. 0B. 1C. 2D. 35、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

19、中的能量利用和平衡问题。6、关于化工热力学研究内容,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 7、(1.5分0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为( A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m 8、下列气体通用常数R 的数值和单位,正确的是( A K kmol m Pa /10314.833B 1.987cal/kmol KC 82.05 K atm cm/3 D 8.314K kmol J /9、纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于( 。A. -1B. 0C.1D. 不能确定

20、 10、对理想气体有( 。0/.(T P H B/.(=T P H C 0/.(=P T H D11、对单位质量,定组成的均相流体体系,在非流动条件下有( 。A . dH = TdS + VdpB .dH = SdT + VdpC . dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp12、对1mol 符合/(b V RT P -=状态方程的气体,TPS (应是 A.R/V ;B.R ;C. -R/P ;D.R/T 。13、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. RT 14、不经冷凝,能否将气体通过其他途径变成

21、液体?( A.能B.不可能C.还缺条件15、对1molVan der Waals 气体,有( 。A. (S/VT =R/(v-bB. (S/VT =-R/(v-bC. (S/VT =R/(v+bD. (S/VT =P/(b-v 16、纯物质临界点时,其对比温度T r ( 。A .= 0B . 0D .=1 17、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. RT 18、下列各式中,化学势的定义式是 ( jjjjnnS T ii n T P ii n nS nVi i n nS P i i n nU D n nA C n nG B n nH

22、A ,(.(.(.(.19、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 一定,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 。 20、对无热溶液,下列各式能成立的是( 。A. S E =0,V E =0B. S E =0,A E =0C. G E =0,A E =0D. H E =0,G E = -TS E 21、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是( 。A. NRTL 方程B. Wilson 方程C. Margules 方程 D .Flory-Huggins 方程 22、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态,其自由度F=(

23、 。A. 0B. 1C. 2D. 3 23、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是( 。为混合物的逸度(;L2V 1V 2L 1L2L 1V 2122f ffD f f f f C f f f f B f f f f A VLV L V L V (.(.(=1124、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( 。 A . y i f = x i p i SB. y i p =i x i p i SC . y i p = x i p i SD. y i p = x i p i S25、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

24、一定,偏摩尔性质就一定。C .偏摩尔性质是强度性质。 D.偏摩尔吉氏函数等于化学势。 26.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。27、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 28、苯(1和环己烷(2在303K ,0.1013Mpa 下形成X 1

25、=0.9溶液。此条件下V 1=89.96cm 3/mol ,V 2=109.4cm 3/mol ,_1V =89.99cm 3/mol ,-2V =111.54cm 3/mol ,则超额体积V E =( cm 3/mol 。A. 0.24B.0C. -0.24D.0.5529、下列偏摩尔吉氏函数表达式中,错误的为( 。i iA. G =B.i i i dG =V dp-S dT(j i i T ,P,n C. G nG /n i =(j i i T ,nv,n D. G nG /n i=30、下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中,正确的是n mol 溶液性质,nM=( 。iiA. n M i iB

26、. x M iC. x M i ii D. n M 31、混合物中组分i 的逸度的完整定义式是( 。 A. 0ln ,lim/(1i i i i p dG RTd f f Y P = B.ln ,lim/1i i i p dG RTd f f P =C.ln ,lim 1i i i p dG RTd f f = D.ln ,lim 1i i i p dG RTd f f =32、二元理想稀溶液,其溶质和溶剂分别遵守( 。A. Henry 规则和Lewis-Randll 规则.B. Lewis-Randll 规则和Henry 规则.C. 拉乌尔规则和Lewis-Randll 规则.D. Lewi

27、s-Randll 规则和拉乌尔规则. 33、下列化学势i 和偏摩尔性质关系式正确的是( A .i = -H i B. i = -V i C. i =-G i D. i =-A i 34、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。35.等温汽液平衡数据如符合热力学一致性,应满足下列条件中( 。 A. 足够多的实验数据 B. 1ln (1/2dX 10 C. (ln 1/ PT ,X 0 D. (ln 1/ TP ,X

28、 036、气体经过稳流绝热膨胀,对外作功,如忽略宏观动能,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.不确定 37、节流效应T-P 图上转化曲线是表示 的轨迹。A. j =0B. j 038、理想的Rankine 循环工质是在汽轮机中作_膨胀A 等温 B 等压 C 等焓 D 等熵 39、不可逆过程中孤立体系的( A.总熵是增加的, 也是增加的B.总熵是减少的, 也是减少的C.总熵是减少的, 但是增加的 D. 总熵是增加的,但是减少的 40、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41、Ra

29、nkine 循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成。( A 正确 B 错误42、蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间,冷凝器置于低温空间。( A 正确 B 错误43、稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T 0,而与具体的变化途径无关。( A 正确 B 错误44、要对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45、能量是由火用和火无两部分组成。( A 正确 B 错误46、关于制冷原理,以下说法不正确的是( 。A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。B. 只有当0-TJ ,经节流膨胀后,气体温度才会降低。C. 在

30、相同初态下,等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。47、作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机中抽出部分蒸汽( 。A .锅炉加热锅炉进水B .回热加热器加热锅炉进水C. 冷凝器加热冷凝水D.过热器再加热48、一封闭体系经过一变化,体系从25恒温水浴吸收热量8000KJ ,体系熵增25KJ/K ,则此过程是( 。A. 可逆的B.不可逆的C. 不可能的 49、关于制冷循环,下列说法不正确的是( 。(A冬天,空调的室外机是蒸发器。 (B夏天,空调的室内机是蒸发器。(C冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 。 (D冰箱里冷冻鱼肉所需的制

31、冷量是由蒸发器吸收的热提供的。50、对于蒸汽动力循环要提高热效率,可采取一系列措施,以下说法不正确的是( 。(A同一Rankine 循环动力装置,可提高蒸气过热温度和蒸汽压力 (B同一Rankine 循环动力装置,可提高乏气压力。 (C 对Rankine 循环进行改进,采用再热循环。 (D对Rankine 循环进行改进,采用回热循环。51、体系经不可逆循环又回到初态,则热温熵的循环积分( 。 A 052、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53、对膨胀作功过程,等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功量之比。( A 正确 B 错误5

32、4、提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率。( A 正确 B 错误55、气体从高压向低压作绝热膨胀时,膨胀后气体的压力温度必然降低。( A 正确 B 错误二、填空题1、(2分在PT 图上纯物质三种聚集态互相共存处称 。2、(2分常用的 8个热力学变量 P 、V 、T 、S 、h 、U 、A 、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。3、(2分纯物质 P-V 图临界等温线在临界点处的斜率 _, 曲率为 _。4、(2分麦克斯韦关系式的主要作用是 。5、(2分描述流体P

33、VT 关系的立方型状态方程是 _三次方的物态方程。6、(2分剩余性质的定义是M =_。7、(2分理想溶液的过量性质M E 等于 。8、(6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=_。9、(2分二元混合物容积表达式为V=X 1V 1+X 2V 2+X 1X 2,如选同温同压下符合Lewis-Randll 规则的标准态就有 V= 。10、(4分等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系,按Gibbs-Duhem 方程 X 1dln 1+_ = _ 。11、(2分溶液中组分i 的活度系数的定义是 i =_。 12、(2分对封闭体系,单位质

34、量能量平衡方程式是_,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是_.13、(2分孤立体系的熵增表达式是_14、(2分一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 时,此过程理想功。 15、(2分稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。 16、(2分纯物质T-S 图两相区水平线段(结线长度表示 大小。 17、(2分能量平衡时以热力学 为基础,有效能平衡时以热力学 为基础。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。( 3、(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

35、时会形成理想溶液。( 4、(1分二元共沸物的自由度为2。( 5、(1分理想溶液各组分的活度系数和活度为1。( 6、(1分逸度也是一种热力学性质, 溶液中组分i的分逸度与溶液逸度的关系为=nii if xflnln(7、(2分冬天,使室温由10升至20,空调比电加热器更省电。( 8、(2分对不可逆绝热循环过程,由于其不可逆性,孤立体系的总熵变大于0。( 9、(2分理想功W id是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时,理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功,因此理想功就是可逆功,同时也是的负值。( 10、(2分损失功与孤立体系的总熵变有关,总熵变越大,损失功越大,因此应该

36、尽量减少体系的不可逆性。( 11、(2分理想功W id是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时,理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功,因此理想功就是可逆功,同时也是的负值。( 四、名词解释1、(5分偏离函数2、(5分偏心因子3、(5分广度性质4、(5分R-K方程(Redlich-Kwong 方程5、(5分偏摩尔性质6、(5分超额性质7、(5分理想溶液8、(5分活度1、(8分简述偏离函数的定义和作用。 2、(8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

37、择的依据。3、(6分工程上常见的汽液平衡问题有哪些类型?4、(6分相平衡的热力学一致性检验5、(6分卡诺定理的主要内容是是么?6、(6分如何利用热力学第一定律测量湿蒸汽的干度?7、(6分什么是理想功、损失功?六、图示或计算题1、(20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G=0(1饱和液体节流膨胀;(2饱和蒸汽可逆绝热膨胀;(3从临界点开始的等温压缩;(4过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体(压力变化可忽略。2、(15分25,0.1MPa 下,组分1和2形成二元溶液,其溶液的摩尔焓为H =600-180X 1- 20X 13 (J /mol . 式中X 1 为

38、组分1的摩尔分数, 标 准 态 按Lewis-Randall 定 则计算,求;,;2;E H H H H H H H H 5(4(3(,(,1(212121(15分3、(15分已知某含组分 1 和 2的二元溶液,可用 ln1=AX 22 , ln2=A X 12 关联,A 可视为常数, 60 下达汽液平衡时能形成共沸物,现测得60下 1 = 14.7, P 1S = 0.0174MPa, P 2S = 0.0667MPa ,设汽相可视为理想气体。试求:(1G E 表达式;(2A 值;(360C 下恒沸点组成和平衡蒸汽压。4、(15分某动力循环的蒸汽透平机,进入透平的过热蒸汽为2.0MPa ,4

39、00,排出的气体为0.035MPa 饱和蒸汽,若要求透平机产生3000kW 功率,问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少?其热力学效率是等熵膨胀效率的多少?假设透平机的热损失相当于轴功的5%。5、(15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 。0.15MPa ,160,过热蒸汽;0.3MPa , 160,过热蒸汽;0.07MPa ,100,过冷蒸汽;100,饱和蒸汽;0.1MPa ,100,饱和水;0.1MPa ,0,冰。模拟题四 二.填充题(每空1分,共13分:1.纯物质 TS 图的拱形曲线下部为_ 区。2.一定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与_成完全平衡状态时

40、,此过程的理想功。3.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.溶液中组分i的活度系数的定义是i =_。5.单位质量稳定流动体系能量平衡方程_, 对流体通过换热器的过程,能量平衡方程可简化为 _,对流体通过泵、压缩机等设备的过程,能量平衡方程可简化为_。6.在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质 三.名词解释题(每题4分,共20分:1.偏心因子2.相平衡准则3.超额性质4.偏离函数5. 理想溶液四.计算题1、(12 分化工生产中需0.1MPa,80热水用于设备保温,此热水由0.2MPa,175水蒸汽通入0.1MPa,20冷水在热水槽中混合得到。请计算:(1制备1吨热水需

41、用多少冷水和水蒸汽?(4分(2此混合过程理想功和损失功各是多少(按1吨热水计?(4分(3如果用0.1MPa,95热水代替水蒸气制备0.1MPa,80热水,那么损失功又是多少(按1吨热水计?(2分(4 比较(2和(3的结果,哪一个损失功小?为什么?(2分设混合过程热损失可忽略,环境温度是20。有关数据列于下:热水(80热水(95冷水(20水蒸气(175H (kJ/kg 334.91 397.96 83.96 2819.7S (kJ/(kg K 1.0753 1.2500 0.2966 7.39312、 (12分 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h,氨蒸发温度是243 K, 蒸

42、发器出口的氨饱和蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K,过冷到298K,再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器。问: (1如果压缩机进、出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg,冷凝器出口过冷氨的焓是540kJ/kg,试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数。(5分(2如果将氨的蒸发温度调整到253K,压缩过程仍为可逆绝热压缩,其余条件不变,试问压缩机的理论功率有何变化,为什么?此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg 和1912kJ/kg。(3分(3在T-S图上标出(1、(2二循环过程。(4分 模拟题五一、 选择题1、水处于饱和蒸气状态,其自由度为 ,如要查询水的饱和蒸气热力学性质表

43、,则需要个独立状态参数的已知条件。A 、 0B 、 1C 、 2 D. 3 2、经历一个不可逆循环过程,体系工质的熵 。A 、增大B 、减小C 、不变D 、可能增大,也可能减小 3、体系中物质i 的偏摩尔体积i V 的定义式为: 。 A 、 i j n v T ii i n V V =,B 、 i j n v T i i n V V =,总C 、 i j n p T ii i n V V =,D 、 i j n p T ii n V V =,总4、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度,可以 。A 、提高初压B 、提高初温C 、降低排汽压力D 、采用回热 5、流体(T 1、P 1经节流膨胀后,流

44、体的温度必 。A 、不变B 、 下降C 、 增加D 、 前三者都可能。6、范德华方程与R -K 方程均是常见的立方型方程,对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个实根,当存在三个实根时,最大的V 值是 。 A 、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积C 、无物理意义D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积 7、可以通过测量直接得到数值的状态参数是 。 A 、焓 B 、内能 C 、温度 D 、 熵8、有一机械能大小为1000KJ ,另有一恒温热源其热量大小为1000KJ ,则恒温热源的热火用机械能的火用。A 、大于B 、小于C 、等于D 、不能确定 9、冬天要给-10房间供热取暖,消耗500W的功率给房间供热,

45、采用可逆热泵循环、电热器两种供热方式,哪种供热方式的供热量多? A .前者 B. 两者相等 C.后者 D.没法比较。 10、高压氮气从同一始态出发,分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个可逆过程的工质熵变为20KJ/(kg.K ,另一个不可逆过程的工质熵变 KJ/(kg.K 。A 、大于20B 、小于20C 、等于20D 、不能确定。11、某真实气体符合状态方程 ,a 、b 为的常数, 则当该气体进行绝热膨胀时,膨胀后气体的温度 。A 、升高B 、降低C 、不变D 、不能确定 12、对于流体混合物,下面式子错误的是 。A B 、 i i i V P U H +=C 、理想溶液的i

46、 i V V = i i U U =D 、理想溶液的i i S S = i i G G =二、填空题1、填表: 2、计算逸度系数的公式 -=Pi i dP PRT V RT(1ln 仅适用于气体组份,而不能用于液相或固相组份。则该论述是 (作出是非判断3、某气体温度为150,其临界温度为126.20K ,给气体加的压力P 足够大,则气体 被液化。(作出“能/不能”的判断4、理想气体有f = P ,而理想溶液有 i i =。 (作出是非判断 5、 在热力循环中,如果工质不向冷源放热,则该循环的热效率是可以达到100% 。则该论述是 (作出是非判断6、常温常压下,将10cm 3液体水与20 cm

47、3液体甲醇混合后,其总体积=30 cm 3。 则该论述是 (作出是非判断7、氮气在封闭的气缸内经历不可逆过程,内能减少20kJ ,对外作功10kJ ,则此过程中工质与外界交换热量Q = kJ 。8、汽液相平衡的计算方法有 和 两种方法,前者适用于低中压体系,后者适用于高压体系。(5.0b T ab RT P +-=9、给冷流体T 2加热至预定的工艺温度,采用换热器进行间接传热,当热流体温度T 1减小,即传热温差(T 1-T 2减小,则流体有效能的损失 。(作出“减小/增大/不变/与传热温差无关”的判断10、封闭体系中的1mol 理想气体,由 p 1 =10 bar 、v 1 =0.4m 3 可

48、逆定温膨胀到 v 2 =0. 8m 3,则 S = KJ/(mol.K 。 11、当过程不可逆时, 孤立系统的S 总 0, 工质的S 产生 0。12、在门窗紧闭房间有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱大门就有一股凉气扑面, 使人感到凉爽。通过敞开冰箱大门,则房间的温度将会 。 (填入“不变”或“下降”或“升高” 三、分析说明题在热功转化的实际热机循环中,将5Mpa 、40水在锅炉中定压加热到400的过热蒸汽。 (1 计算其过程的焓变。工程中常采用水的热力学图或表来查询过程始态和终态的焓值进行计算。现技术员小张使用不同来源的水蒸汽表或图(均是正式的权威出版物,数据可靠查到同一状态点的焓值h 值竟相差较大,为什么?工程中使用热力学性质图、表来求解热力学过程的焓变、熵变时要注意什么问题。(2 请自行给出已知条件,计算工质在锅炉所