化工热力学试题及答案

第四章 化学热力学

一、选择题

1.环境对体系做功10kJ，体系从环境吸收热量20kJ，则体系的内能的变化是（ ）

（A）30 kJ （B）10 kJ （C）-30 kJ （D）-10 kJ

2.下列物理量均属于状态函数的是（ ）

（A）T、P、U （B）H、G、W

（C）U、S、Q （D）G、S、W

3.下列物质中，fmH不等于零的是（ ）

（A）Fe(s) （B）C（石墨）

（C）Ne(g) （D）Cl2(l)

4.已知C(石墨)+O2(g)═CO2(g)

rmH=－393.7kJ·mol－1

C(金刚石) +O2(g)═CO2(g)

rmH=－395.6kJ·mol－1，

则fmH（C，金刚石）为（ ）

（A）－789.5kJ·mol－1 （B）1.9kJ·mol－1

（C）－1.9kJ·mol－1 （D）789.5kJ·mol－1

5.已知在298K时反应2N2(g)+O2(g)═2N2O(g)的rmU 为166.5 kJ·mol－1，则该反应的rmH为（ ）

（A）164 kJ·mol－1 （B）328 kJ·mol－1

（C）146 kJ·mol－1 （D）82 kJ·mol－1

6.已知MnO2(s)═MnO(s)+12O2(g)

rmH=134.8 kJ·mol－1

MnO2(s)+Mn(s)═2MnO(s)

rmH=－250.1 kJ·mol－1

则MnO2的标准生成热rmH/ kJ·mol－1为（ ）

（A）519.7 （B）－317.5

08级能源与动力学院考试试卷

第 1 页 共 6 页 工程热力学Ⅰ（A卷）

（闭卷，150分钟）

班级 姓名 学号 成绩

一、简答题(每小题5分，共40分)

1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？

答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。

2. 温度为500°C的热源向热机工质放出500 kJ的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong）值（最大可用能）为多少？

答： 15.27350015.273301500,qxE303.95kJ

3. 两个不同温度（T1,T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热量Q2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△SW =0。

证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为

（1分）

对热机循环子系统： 1分

1分

根据卡诺定理及推论：

1分

则： 。1分

4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T、P、u、s、v）如何变化，并简述为什么。

答：u、T不变，P减小，v增大，s增大。

5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。B 隔板

A

自由膨胀 12isoTTRSSSSSW121200ISOQQSTTR0S22tt,C1111QTQTiso0Siso0S08级能源与动力学院考试试卷

第 2 页 共 6 页 （绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）

工程热力学习题集答案

一、填空题

1．常规 新

2．能量 物质

3．强度量

4．54KPa

5．准平衡 耗散

6．干饱和蒸汽 过热蒸汽

7．高 多

8．等于零

9．与外界热交换

10．72gR

11．一次 二次

12．热量

13．两

14．173KPa

15．系统和外界

16．定温 绝热可逆

17．小 大

18．小于零

19．不可逆因素

20．72gR

21、（压力）、（温度 ）、（体积）。

22、（单值）。

23、（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零）。

24、（熵产）。

25、（两个可逆定温和两个可逆绝热）

26、（方向）、（限度）、（条件）。

31.孤立系；

32.开尔文(K)；

33.－ws=h2－h1 或 －wt=h2－h1

34.小于

35. 221t0ttCC

36.

n1iiiiiM/M/

37.热量

38.65.29% 39.环境

40.增压比

41.孤立

42热力学能、宏观动能、重力位能

43.650

44.cv(T2－T1)

ln12TT

46.22.12

47.当地音速

48.环境温度

49.多级压缩、中间冷却

50.0与1

51.（物质）

52.（绝对压力）。

53.（q=(h2-h1)+(C22-C12)/2+g(Z2-Z1)+wS）。

54.（温度）

55. (0.657)kJ/kgK。

56. (定熵线)

第1章 基本概念

⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?

答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。

⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么?

答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。

⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?

答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式

)( )( bvbbebPPPPPPPPPP；

中，当地大气压是否必定是环境大气压?

答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。

“当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。

⒌ 温度计测温的基本原理是什么?

答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。