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化工热力学试题及答案一、选择题1. 热力学是研究物质宏观的（）性质和（）关系的科学。
A. 动态，运动B. 静态，运动C. 静态，平衡D. 动态，平衡答案：C2. 热力学第零定律主要阐述了（）。
A. 内能的存在B. 平衡状态的特点C. 熵的增加D. 热量传递答案：B3. 对于孤立系统来说，其熵不断（）。
A. 增加B. 减少C. 变化D. 维持不变答案：A4. 以下哪个是热力学第一定律？A. 能量守恒定律B. 熵增定律C. 熵减定律D. 完全合成反应律答案：A5. 热力学第二定律主要阐述了（）。
A. 熵的增加B. 熵的减少C. 热能转化效率D. 内能的转化答案：A二、问答题1. 请简要解释热力学第一定律的内容。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量在系统中的总量是守恒的。
即在一个孤立系统中，能量的增加（或减少）等于对外界做功与系统吸热之和，即ΔU = Q - W。
其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表吸热，W代表对外界做功。
2. 什么是熵？简要解释熵增定律。
答案：熵是系统混乱程度的度量，也可以理解为系统的无序程度。
熵增定律是热力学第二定律的核心表述，它指出孤立系统的熵总是不断增加的。
即系统的无序状态总是向更加无序的方向发展。
这个过程是不可逆的，熵增定律体现了自然界的不可逆性。
三、计算题1. 一个物质在常压下从298K变为328K，该物质对外界吸收了1000J的热量，求该物质的热容。
解答：根据热容的定义，热容C等于物质吸收的热量Q与温度变化ΔT的比值。
即C = Q / ΔT。
根据题目所给的数据，Q = 1000J，ΔT = 328K - 298K = 30K。
将数据代入公式计算得到热容C = 1000J / 30K = 33.33 J/K。
2. 已知某化学反应的焓变为-300 kJ/mol。
如果该反应的摩尔物质数量为2 mol，求该反应的总焓变。
解答：总焓变等于摩尔焓变乘以物质的摩尔物质数量。
1、化工热力学的研究方法：宏观研究方法 微观研究方法。
2、热力学体系：孤立体系（无物质无能量） 封闭体系（无物质 有能量） 敞开体系（有物质 有能量）。
3、体系 环境：在热力学分析中，将研究中涉及的一部分物质（或空间）从其余物质（或空间）中划分出来。
其划分出来部分称为体系，其余部分称为环境。
4、状态函数：描述体系所处状态的宏观物理量成为热力学变量（状态函数）。
常用的状态函数有压力、温度、比容、内能、焓、熵、自由焓等。
5、循环：体系经过一系列的状态变化过程后，最后由回到最初状态，则整个的变化称为循环。
分为正向循环和逆向循环。
6、临界点：气化线的另一个端点是临界点C ，它表示气液两相能共存的最高压力和温度，即临界压力c p 和临界温度c T 。
7、临界点的数学表达式：临界等温线在临界点上的斜率和曲率都等于零。
数学上表示为0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=cT T V p （2-1） 022=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=c T T V p （2-2）8、直线直径定律：当以饱和液体和饱和蒸气密度的算术平均值对温度作图时，得一近似的直线。
9、纯物质的p-V-T 图：P 5 10、理想气体状态方程：RT pV = （2-4）式中，p 为气体压力；V 为气体摩尔体积；T 为绝对温度；R 为通用气体常数 8.314J/(mol ·K)11、范德华方程（van der Waals 方程）： 2Va b V RT p --= （2-5） 其中c c p T R a 642722=；cp RT b 8=。
12、R-K 方程： )(5.0b V V T a b V RT p +--= （2-6） 其中c c p T R a /42748.05.22=;c c p RT b /08664.0=。
13、维里方程（Virial 方程）：++++==321VD V C V B RT pV Z (2-26) 或者 ++++==32'''1p D p C p B RT pV Z （2-27） 式中， 、、、)'()'()'(D D C C B B 分别称为第二、第三、第四、 Virial 系数。
简答题1．为什么同系物的沸点和熔点随分子量的增加而增加？答：这是由于同系物具有相同的官能团，因此偶极距和第一电离势大致相同，但是极化率随分子量的增大而增大，而诱导作用和色散作用均随极化率的增大而增大，因而沸点、熔点增高，气化热和熔化热也增加。
注意：分子变大就加重，就不能灵活运动，因而需要更高的温度是分子具有更高的动能并无关系。
2．能否设计一套制冷实验装置获得绝对零度的低温？为什么？3．举例说明氢键及其作用。
答：（1）分子间熔沸点升高，分子内熔沸点降低，例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低。
(2) 溶解度增大。
HF和NH3在水中的溶解度比较大，就是这个缘故。
(3)粘度增大，例如甘油、磷酸等多羟基化合物，由于分子间有氢键，通常为粘稠状液体。
（4）密度液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象，例如液态HF，在通常条件下，除了正常简HF分子外，还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n，分子缔合的结果会影响液体的密度。
4．根据热力学定律，谈谈怎样做到能量的合理利用？答：（1）防止能量无偿降级（2）采用最佳推动力的选择（3）合理组织能量多次利用，采用能量优化利用的原则5．Lennard-Jones位能函数在σ=r时是什么状态？答：Lennard-Jones 位能函数在σ时位能为零，此时吸引和排斥对位能的贡献相抵消，即排斥能和吸引能相等，此时的σ大约等于分子直径。
讨论题1. 根据所学的热力学知识，谈谈怎样做到能量的合理利用？ 答：合理用能总的原则，按照用户所需要能量的数量和质量来供给，需要注意：（1）防止能量无偿降级：避免用高温热源加热低温物料，或者将高压蒸汽节流降温、降压使用，增加设备的绝热保温性能。
（2）采用最佳的工艺方案：推动力越大，速率越大，设备投资费用可以减少，但是有效能损失增加，能耗增加。
推动力减小，可减小有效能损失，降低能耗，但要增加产量需要增加设备，投资增大。
化工热力学期末必看题2-1为什么要研究流体的pVT 关系？【参考答案】：流体p-V-T 关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。
（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。
（2）利用可测的热力学性质（T ，P ，V 等）计算不可测的热力学性质（H ，S ，G ，等）。
只要有了p-V-T 关系加上理想气体的id p C ，可以解决化工热力学的大多数问题。
2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。
【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。
2）临界点C 的数学特征：3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线；4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。
5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。
6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。
7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。
2-3 要满足什么条件，气体才能液化？【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。
2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？【参考答案】：不同。
真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，r P 和ω。
2-5 偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。
其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。
为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。
偏心因子不可以直接测量。
偏心因子ω的定义为：000.1)p lg(7.0T sr r--==ω ，ω由测定的对比温度为0.7时的对比饱和压力的数据计算而得，并不能直接测量。
化工热力学复习题大题答案化工热力学复习题大题答案热力学是化工工程中一个重要的学科，它涉及到热量、能量和物质的转化与传递。
在化工工程中，热力学的应用十分广泛，因此掌握热力学的基本原理和计算方法对于化工工程师来说至关重要。
下面将给出一些化工热力学的复习题大题答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握热力学知识。
1. 一个封闭系统由两个子系统组成，它们之间通过一个绝热可逆壁隔开。
子系统1的体积为V1，温度为T1，子系统2的体积为V2，温度为T2。
求整个系统的熵变。
解答：根据热力学第二定律，一个绝热可逆过程中，熵不变。
因此，整个系统的熵变为0。
2. 一个理想气体从初始状态A经过一系列过程到达最终状态B。
过程1是等温过程，过程2是绝热过程，过程3是等容过程。
已知初始状态A的压力为P1，温度为T1，体积为V1，最终状态B的压力为P2，温度为T2，体积为V2。
求过程1、过程2和过程3的熵变。
解答：过程1是等温过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS1 =nRln(V2/V1)。
过程2是绝热过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS2 = 0。
过程3是等容过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS3 = nCvln(T2/T1)。
3. 一个封闭系统由一个绝热可逆壁分成两个部分，每个部分包含1mol理想气体。
初始状态为A，温度为T1，体积为V1，最终状态为B，温度为T2，体积为V2。
求整个系统的熵变。
解答：根据热力学第二定律，一个绝热可逆过程中，熵不变。
因此，整个系统的熵变为0。
4. 一个理想气体从初始状态A经过一系列过程到达最终状态B。
过程1是等温过程，过程2是绝热过程，过程3是等压过程。
已知初始状态A的压力为P1，温度为T1，体积为V1，最终状态B的压力为P2，温度为T2，体积为V2。
求过程1、过程2和过程3的熵变。
解答：过程1是等温过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS1 =nRln(V2/V1)。
过程2是绝热过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS2 = 0。
化工热力学考试复习题精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】化工热力学标准化作业一一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因）1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。
2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。
3、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Z＜1。
4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。
5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。
6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零，7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。
8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。
9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。
10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。
二、填空题1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。
2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。
它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。
3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。
4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T图上是______的（重叠／分开），而在p-Ｖ图上是______的（重叠／分开）；泡点的轨迹称为___________，露点的轨迹称为___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。
化工热力学——复习重点一． 流体混合物（必背公式）重要的摩尔性质和偏摩尔性质摩尔性质M偏摩尔性质二． 化工过程能量分析（简答题）1. 稳态流动系统的热力学第一定律 [J/Kg]2. 常见稳流体系装置以及能量分析i M ∑==Ni ii x M M 1{}in P T i ti nM M ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=,,RTG Ei γln ∑==Ni i i Ex RT G 1ln γ{}in P T i E i n RT nG ≠⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=,,)/(ln γf ln iiy f ˆln ∑==Ni i ii y fy f 1ˆln ln {}in P T i i i n f n y f≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=,,ln ˆln ϕln iϕˆln ∑==Ni i i y 1ˆln ln ϕϕ{}in P T i i n n ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=,,ln ˆln ϕϕ三．蒸汽动力循环与制冷循环（简答题）1.蒸汽动力循环能量分析(Energy Analysis)Turbine汽轮机：1 –2表示过热蒸汽在汽轮机中的可逆绝热膨胀过程，对外所做轴功可由膨胀前后水蒸汽的焓值求出。
Condensor冷凝器：2 –3表示乏汽在冷凝器中的等温等压冷凝过程，放出的热量。
Pump水泵：3 –4表示冷凝水通过水泵由P3升压至P4的可逆绝热压缩过程，需要消耗的轴功。
把水看作是不可压缩流体，则Boiler锅炉：4 –1表示液体水在锅炉中被等压加热汽化成为过热蒸汽的过程。
工质在锅炉中吸收的热量。
2.制冷循环（单级制冷循环）能量分析(Energy Analysis) 1-2可逆绝热压缩过程：W s = H2－H1 kJ/kg2-4等压冷却、冷凝过程：q2 = H4 - H2 kJ/kg4-5节流膨胀过程：H5 = H45-1等压、等温蒸发过程：q0 = H1－H5 kJ/kg。
化工热力学考试重点化工热力学是研究化学过程中能量转化和热力学性质的分支学科。
在化工工程中，热力学考试是重要的评估学生理解能力和应用能力的手段之一。
本文将介绍化工热力学考试的重点内容，包括热力学基本概念、热力学过程以及热力学计算方法。
一、热力学基本概念1. 系统和环境在热力学中，我们将研究对象称为系统，而系统以外的一切称为环境。
系统和环境之间可以进行物质和能量的交换。
2. 状态函数和过程函数状态函数是系统状态的特性，与系统的初始状态和最终状态有关，例如温度、压力、体积等。
过程函数是与系统经历的过程有关的函数，例如热量、功、摩尔数等。
在热力学计算中，需要了解状态函数和过程函数的特性及其在不同过程中的变化规律。
3. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的推广。
它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
它可以表示为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
二、热力学过程1. 等温过程在等温过程中，系统的温度保持不变。
根据热力学第一定律，等温过程中的吸热量与所做的功相等，即Q = W。
2. 绝热过程在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。
根据热力学第一定律，绝热过程中吸热量和所做的功为零，即Q = 0，W = 0。
3. 等压过程在等压过程中，系统的压力保持不变。
根据热力学第一定律，等压过程中的吸热量等于系统所做的功加上外界对系统所做的功，即Q = ΔH = ΔU + PΔV。
4. 等体过程在等体过程中，系统的体积保持不变。
根据热力学第一定律，等体过程中的吸热量等于系统内能的增量，即Q = ΔU。
三、热力学计算方法1. 熵变计算熵是一个系统热力学状态函数，它描述了系统的无序程度。
熵变可以通过ΔS = Q/T计算得到，其中ΔS表示熵变，Q表示吸热量，T表示系统的温度。
2. Gibb自由能计算Gibb自由能是判断系统在恒温恒压条件下是否可逆进行的指标。
