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化工热力学复习题及答案20734化工热力学复习题及答案20734/化工热力学复习题及答案20734《化工热力学》课程模拟考试试卷A开课学院:化工学院,专业:材料化学工程考试形式:,所需时间:分钟考生姓名:学号:班级:任课教师:题序一二三总分1234512得分评卷人一、基本概念题(共40分,每小题2分)(选择、填空与判断题,判断题对的写T,错的写F)1.理想气体的压缩因子,但由于分子间相互作用力的存在,实际气体的压缩因子。(A)小于1(B)大于1(C)可能小于1也可能大于1(D)说不清楚2.甲烷,处在时,甲烷的压力为。(A)15.33MPa(B)2.7594MPa;(C)1.3797MPa(D)1.1746MPa3.关于建立状态方程的作用,以下叙述不正确的是。(A)可以解决由于实验的p-V-T数据有限无法全面了解流体p-V-T行为的问题。(B)可以解决实验的p-V-T数据精确度不高的问题。(C)可以从容易获得的物性数据(p、V、T、x)来推算较难测定的数据(H,U,S,G)。(D)可以解决由于p-V-T数据离散不便于求导和积分,无法获得数据点以外的p-V-T的问题。4.对于流体混合物,下面式子错误的是。(A)(B)(C)理想溶液的,(D)理想溶液的,5.剩余性质的概念是表示什么差别的。(A)真实溶液与理想溶液(B)理想气体与真实气体(C)浓度与活度(D)压力与逸度6.纯物质在临界点处的状态,通常都是。(A)气体状态 (B)液体状态(C)固体状态 (D)气液不分状态7.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)反应速率预测(C)化工过程能量分析 (D)相平衡研究8.对单位质量,定组成的均相流体系统,在非流动条件下有。(A)(B)(C)(D)9.对1mol符合VanderWaals状态方程的气体,有。(A)(B)(C)(D)10.汽液平衡关系的适用的条件_______。(A)无限制条件 (B)低压条件下的非理想液相(C)理想气体和理想溶液 (D)理想溶液和非理想气体11.在Θ条件下,高分子溶液中溶剂的热力学性质为零的是。(A)过量偏摩尔混合热 (B)过量偏摩尔混合热(C)过量化学位 (D)过量偏摩尔热力学能12.在Θ条件下,高分子溶液的Flory-Huggins相互作用参数χ为。(A)χ>0 (B)χ<0(C)χ=0 (D)χ=1/213.当物体的温度大于其临界温度、压力大于其临界压力时,该物体所处的状态称为超临界流体。()14.若忽略动能或位能的变化,稳流过程的能量平衡式为:,则该式对可逆与不可逆过程均适用。()15.工程上,制冷循环的实际轴功可按下式计算:。()16.对绝热混合过程,物系熵变。()17.物系状态变化时所具有的最大作功能力称为理想功,它的数值大小与环境状态无关。 ()18.理想溶液,。19.对二元溶液,溶液性质M与其组份的偏摩尔性质和之间的关系为。20.节流过程为过程。可逆绝热压缩(膨胀)过程为过程。二、计算题(50分,共5小题,每小题10分)1.试用普遍化Virial方程计算丙烷气体在378K、0.507MPa下的剩余焓和剩余熵。已知丙烷的物性参数为:、、。剩余焓与剩余熵的计算公式为:;其中:;,、分别为对比温度和对比压力。2.在473K、5MPa下二元气体混合物的逸度系数满足下列关系:,式中,为组分1和组分2的摩尔分率,试求、的表达式,并求出当时的、各为多少?已知:。3.已知环己烷(1)-苯酚(2)二元系统在144℃的气液平衡形成恒沸物,恒沸物组成。已知144℃时物质的饱和蒸气压,。该溶液的过量Gibbs函数与组成的关系为,其中B仅是温度的函数。求该二元系在时的平衡压力及气相组成,假设气相近似为理想气体。已知:①活度系数与过量偏摩尔Gibbs函数之间的关系为;②汽液相平衡关系符合关系式。题二、4小题附图4.某冷冻装置每小时必需获得冷冻量,它采用氨蒸汽压缩制冷循环。该循环的运行如下图所示,并已知各关键点的焓值为,,,试求该制冷循环中每氨的冷冻能力,氨的循环速率,压缩机所需的功,制冷系数。已知制冷系数为题二、4小题附图5.在温度308K下的PS-环己烷溶剂,当溶液浓度为,其渗透压为4.3Pa,试根据Flory-Huggins溶液理论求此溶液的第二Virial系数、Flory-Huggins相互作用参数、PS的和PS的分子量。已知Virial方程为,相互作用参数与溶解度参数的关系为,,环己烷的摩尔体积为。三、简答题(10分,每小题5分)①何为高分子理想溶液?试比较小分子理想溶液与高分子理想溶液的不同点。②可用Flory-Huggins相互作用参数χ和第二Virial系数来判断溶剂优劣试问它们分别为何值时,溶剂是高分子化合物的良溶剂、溶剂、非溶剂以及高分子在上述三种溶液中的热力学特征和形态是怎样的《化工热力学》课程模拟考试试卷A(答案)开课学院:化工学院,专业:材料化学工程考试形式:,所需时间:分钟考生姓名:学号:班级:任课教师:题序一二三总分1234512得分评卷人一、基本概念题(共40分,每小题2分)(选择、填空与判断题,判断题对的写T,错的写F)1.理想气体的压缩因子,但由于分子间相互作用力的存在,实际气体的压缩因子(C)。(A)小于1(B)大于1(C)可能小于1也可能大于1(D)说不清楚2.甲烷,处在时,甲烷的压力为(C)。(A)15.33MPa(B)2.7594MPa;(C)1.3797MPa(D)1.1746MPa3.关于建立状态方程的作用,以下叙述不正确的是(B)。(A)可以解决由于实验的p-V-T数据有限无法全面了解流体p-V-T行为的问题。(B)可以解决实验的p-V-T数据精确度不高的问题。(C)可以从容易获得的物性数据(p、V、T、x)来推算较难测定的数据(H,U,S,G)。(D)可以解决由于p-V-T数据离散不便于求导和积分,无法获得数据点以外的p-V-T的问题。4.对于流体混合物,下面式子错误的是(D)。(A)(B)(C)理想溶液的,(D)理想溶液的,5.剩余性质的概念是表示什么差别的(B)。(A)真实溶液与理想溶液(B)理想气体与真实气体(C)浓度与活度(D)压力与逸度6.纯物质在临界点处的状态,通常都是(D)。(A)气体状态 (B)液体状态(C)固体状态 (D)气液不分状态7.关于化工热力学研究内容,下列说法中不正确的是(B)。(A)判断新工艺的可行性 (B)反应速率预测(C)化工过程能量分析 (D)相平衡研究8.对单位质量,定组成的均相流体系统,在非流动条件下有(A)。(A)(B)(C)(D)9.对1mol符合VanderWaals状态方程的气体,有(A)。(A)(B)(C)(D)10.汽液平衡关系的适用的条件___(B)_。(A)无限制条件 (B)低压条件下的非理想液相(C)理想气体和理想溶液 (D)理想溶液和非理想气体11.在Θ条件下,高分子溶液中溶剂的热力学性质为零的是(C)。(A)过量偏摩尔混合热 (B)过量偏摩尔混合热(C)过量化学位 (D)过量偏摩尔热力学能12.在Θ条件下,高分子溶液的Flory-Huggins相互作用参数χ为(D)。(A)χ>0 (B)χ<0(C)χ=0 (D)χ=1/213.当物体的温度大于其临界温度、压力大于其临界压力时,该物体所处的状态称为超临界流体。(T)14.若忽略动能或位能的变化,稳流过程的能量平衡式为:,则该式对可逆与不可逆过程均适用。(T)15.工程上,制冷循环的实际轴功可按下式计算:。(F)16.对绝热混合过程,物系熵变。(T)17.物系状态变化时所具有的最大作功能力称为理想功,它的数值大小与环境状态无关。 (F)18.理想溶液1,。19.对二元溶液,溶液性质M与其组份的偏摩尔性质和之间的关系为。20.节流过程为等焓过程。可逆绝热压缩(膨胀)过程为等熵过程。二、计算题(50分,共5小题,每小题10分)1.试用普遍化Virial方程计算丙烷气体在378K、0.507MPa下的剩余焓和剩余熵。已知丙烷的物性参数为:、、。剩余焓与剩余熵的计算公式为:;其中:;,、分别为对比温度和对比压力。解:,,2.在473K、5MPa下二元气体混合物的逸度系数满足下列关系:,式中,为组分1和组分2的摩尔分率,试求、的表达式,并求出当时的、各为多少?已知:。解:,则:,又,因此,当p=5MPa,时,3.已知环己烷(1)-苯酚(2)二元系统在144℃的气液平衡形成恒沸物,恒沸物组成。已知144℃时物质的饱和蒸气压,。该溶液的过量Gibbs函数与组成的关系为,其中B仅是温度的函数。求该二元系在时的平衡压力及气相组成,假设气相近似为理想气体。已知:①活度系数与过量偏摩尔Gibbs函数之间的关系为;②汽液相平衡关系符合关系式。解:,则:,由气液相平衡关系及恒沸点关系知:,代入数据得:,解得当,,;同理,,题二、4小题附图4.某冷冻装置每小时必需获得冷冻量,它采用氨蒸汽压缩制冷循环。该循环的运行如下图所示,并已知各关键点的焓值为,,,试求该制冷循环中每氨的冷冻能力,氨的循环速率,压缩机所需的功,制冷系数。已知制冷系数为题二、4小题附图解:5.在温度308K下的PS-环己烷溶剂,当溶液浓度为,其渗透压为4.3Pa,试根据Flory-Huggins溶液理论求此溶液的第二Virial系数、Flory-Huggins相互作用参数、PS的和PS的分子量。已知Virial方程为,相互作用参数与溶解度参数的关系为,,环己烷的摩尔体积为。解:,因为环己烷是PS的溶剂,因此,。根据,已知,而,因此三、简答题(10分,每小题5分):①何为高分子理想溶液?试比较小分子理想溶液与高分子理想溶液的不同点。解答:在温度下,高分子溶液的过量化学位为零,是高分
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