化工热力学试卷及答案AB卷
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2015 至 2016 学年第 1 学期化工热力学 考试试卷B (答案与评分标准)考试方式: 闭卷笔试 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 %一、选择题(本题20分,每题2分)二、判断题(本题10分,每题1分)三、填空题(本题10分,每空1分) 1. 8.314,83.14,8.314,1.980 2. 0.2433. Henry 定律, Lewis-Randall 规则4. 0.587,0.7175. 0.334评分标准:每空1分,除了数字必须完全和以上参考答案相同以外,只要和以上参考答案相近的叙述都可以视为正确答案。
四、计算题(本题50分,每题10分)1. 一钢瓶的安全工作压力10MPa ,容积为7810cm 3,若装入1000g 的丙烷,且在253.2℃(526.35K )下工作,若钢瓶问是否有危险? (注:以PR 方程计算,PR 方程为:)()(b V b b V V ab V RT p -++--=,方程的参数a = 793906.8426mol cm MPa ⋅⋅-;b = 56.2931cm mol -⋅。
) 解:1000g 丙烷的物质的量为:100044/gn g mol=(2分)22.73mol = (1分)3781022.73cm V mol -= (2分)31343.60cm mol --=⋅ (1分)根据PR 方程,253.2℃(526.35K )下,7810cm 3的钢瓶中装入1000g 的丙烷,其压力应该为:()()8.314526.35793906.84343.6056.29343.60(343.6056.29)56.29(343.6056.29)4376.07793906.84793906.8415.23287.31343.60399.8956.29287.31137402.2016172.68RT ap V b V V b b V b =--++-⨯=--⨯++⨯-=-=-⨯+⨯+ (2分) 10.0610=> (1分)所以不能安全工作。
化工热力学期末试题(A )卷2007~2008年 使用班级 化学工程与工艺专业05级班级 学号 姓名 成绩一.选择1.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2.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。
3.虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质,从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。
. A 。
A .正确B .错误 4.甲烷P c =4.599MPa,处在P r =0.6时,甲烷的压力为 B 。
A .7.665MPaB .2.7594 MPa ;C .1.8396 MPa5.理想气体的压缩因子Z=1,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1B .大于1C .可能小于1也可能大于1 6.对于极性物质,用 C 状态方程计算误差比较小,所以在工业上得到广泛应用。
A .vdW 方程,SRK ;B .RK ,PRC .PR ,SRKD .SRK ,维里方程 7.正丁烷的偏心因子错误!未找到引用源。
=0.193,临界压力P c =3.797MPa 则在T r =0.7时的蒸汽压为2435.0101==--ωc s P P MPa 。
A 。
A .正确B .错误8.剩余性质M R 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9.对单位质量,定组成的均相流体体系,在非流动条件下有 A 。
A .dH = TdS + VdpB .dH = SdT + VdpC .dH = -SdT + VdpD .dH = -TdS -Vdp10.对1mol 符合Van der Waals 状态方程的气体,有 A 。
(完整版)天津大学化工热力学期末试卷(答案)本科生期末考试试卷统一格式(16开):20 ~20 学年第学期期末考试试卷《化工热力学》(A 或B 卷共页)(考试时间:20 年月日)学院专业班年级学号姓名一、简答题(共8题,共40分,每题5分) 1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。
答:封闭系统的热力学第一定律:W Q U +=?稳流系统的热力学第一定律:s W Q Z g u H +=?+?+?2212. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义,并写出舍项维里方程的混合规则。
答:第二维里系数B 代表两分子间的相互作用,第三维里系数C 代表三分子间相互作用,B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关;舍项维里方程的混合规则为:∑∑===ni nj ij j i M B y y B 11,()1ijij ij cijcij ij B Bp RT B ω+=,6.10422.0083.0pr ij T B -=,2172.0139.0prij T B -=,cij pr T T T =,()()5.01cj ci ij cij T T k T ?-=,cijcijcij cij V RT Z p =,()[]331315.0Cj cicij V V V +=,()cj ci cij Z Z Z +=5.0,()j i ij ωωω+=5.03. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。
答:逸度定义:()i i i f RTd y p T d ?ln ,,=μ (T 恒定)1?lim 0=→i i p py f逸度系数的定义:ii ipy f ??=φ4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
答:剩余性质:是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差,即:()()p T M p T M M id ,,-='?;超额性质:是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差,即:idm m M M -=E M5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算?答:烃类混合物可以近似看作是理想混合物,于是在汽液平衡基本表达式中的1=i γ,i v i φφ=?,在压力不高的情况下,Ponding 因子近似为1,于是,汽液平衡表达式化简为:vii s i i i idip p x y Kφφ==。
一、填空题(1′×10=10分)二、选择题(2’×10=20分)三、图示题(5′×1=5分)1. 请在纯物质的p-T图上分别标出物质的三相点、气相区、液相区、固相区和临界点。
四、判断题。
正确的在题后括号内打“√”,错误的打“×”(1′×10=10分)五、证明题(5’×3=15分)1. 证明RTV p f T =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ln 证明: d d ln G RT f =方程的两边求等温偏导数,得ln T TG f RT p p ⎛⎫⎛⎫∂∂= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 又因为TG V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 即 ln Tf RT V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 所以 ln Tf V p RT ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 证毕2. 试证明:2T H T T G p∆-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∂222T T G 1323 T S -H G 2T G dG p)G(T ,G 1 1112T H T TS H TS T TS H T S S T G VdP SdT dG dp p G dT T G T G T T T G T G T T T G p pTp p pp p -=+--=---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⇒=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂)得)代入()(将()(同时)(又)(3. 证明T T S p pC =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T C T H T T S T S T T H VdpTdS dH p p p pp =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+=1六、计算题(10′×4=40分)1. 某一服从RT b V p =-)(状态方程(b 是正常数)的气体,在从b 1000等温可逆膨胀至b 2000,所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍?2. 希望将mol 5、K 285的2CO 气体通过压缩机压缩成中压气体,然后灌装到体积为3005.53cm 的钢瓶中,以便食用行业使用,请问压缩机需要加多大的压力才能达到这样的目的。
一. 选择题(每题2分,共10分)1.纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅是温度的函数 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2.T 温度下的过冷纯液体的压力P (A 。
参考P -V 图上的亚临界等温线。
)A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0.3,在一定的T ,P 下,8812.0ˆ,9381.0ˆ21==ϕϕ,则此时混合物的逸度系数为 。
(C )A 0.9097B 0.89827C 0.8979D 0.90924. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程,装置所产生的功为24kJ ,则流体的熵变( A )A.大于零B.小于零C.等于零D.可正可负 5. Henry 规则( C )A 仅适用于溶剂组分B 仅适用于溶质组分C 适用于稀溶液的溶质组分D 阶段适用于稀溶液的溶剂二、 填空题(每题2分,共10分) 1.液态水常压下从25℃加热至50℃,其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为(1882.75)J/mol 。
2.封闭体系中的1mol 理想气体(已知igP C ),按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2,则,等温过程的 W =21lnP P RT -,Q =21ln P P RT ,U = 0 ,H = 0 。
3. 正丁烷的偏心因子ω=0.193,临界压力为p c =3.797MPa ,则在Tr =0.7时的蒸汽压为( 0.2435 )MPa 。
4.温度为T 的热源与温度为T 0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为Cp ,则E xQ 的计算式为(0(1)TxQ p T TE C dT T =-⎰)。
5.指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1三、 简答题:(共30分) 1.填表(6分) lnlni)1(),1(122211bx V V ax V V +=+=,其中V 1,V 2为纯组分的摩尔体积,a ,b 为常数,问所提出的模型是否有问题?(8分)解:由Gibbs-Duhem 方程得, b V x V x a 1122=, a,b 不可能是常数,故提出的模型有问题。
化⼯热⼒学A(答案)2015 ⾄ 2016 学年第 1 学期化⼯热⼒学考试试卷A (答案与评分标准)考试⽅式:闭卷笔试本试卷考试分数占学⽣总评成绩的 70 %⼀、选择题(本题20分,每题2分)⼆、判断题(本题10分,每题1分)三、填空题(本题10分,每空1分)1. 相同,重叠,分开,汽液共存区,蒸汽压,沸点2. 3, 23. 与研究态同温、同组成的理想⽓体混合物4.3121232x x ββα-+ 评分标准:每空1分,除了数字必须完全和以上参考答案相同以外,只要和以上参考答案相近的叙述都可以视为正确答案。
四、计算题(本题50分,每题10分)1. 容积1m 3的贮⽓罐,其安全⼯作压⼒为100 atm ,内装甲烷100 kg ,问:当夏天来临,如果当地最⾼温度为40℃时,贮⽓罐是否会爆炸?(本题⽤RK ⽅程计算,RK ⽅程为:)()(b V b b V V a b V RT p -++--=,⽅程的参数a = 3.221726mol cm MPa ??-;b = 2.985510-?31m mol -?。
)解:100kg 甲烷的物质的量为:100100016/gn g mol=(2分)6250mol = (1分)摩尔体积316250m V mol= (2分)4311.610m mol --=?? (1分)根据PR ⽅程,40℃(313.15K )下,1m 3的贮⽓罐其压⼒应该为:)(5.0b V V T ab V RT p +--==450.54458.314313.15 3.22171.6102.98510313.15 1.610(1.610 2.98510)-----?-?-+? (2分) = 1.401710Pa ? = 138.3 atm > 100 atm (1分)故储⽓罐会发⽣爆炸。
(1分)评分标准:公式和计算⽅法对但数值略有差错的不扣分;直接代⼊数据,不写公式且计算正确也得分;仅仅写出公式并罗列数据,但没有计算结果或结果不准确的酌情给分。
西南科技大学网络教育学院(2017)/(2018)学年 第 2 学期试题单〈A 卷〉课程名称: 化工热力学 专业班级: 命题教师: 蒋琪英 学生姓名: 学 号: 成 绩: 考试时间: 月 日一、 单选题 ( 每题2分,共15题,共30分,下列各小题备选答案中,只有一个符合题意的答案。
多选、错选、不选均不得分 )1. 对于化工热力学的核心问题,以下表达最正确的是()。
A.热力学性质的计算、物性参数的测量 B.能量的合理利用、过程方向性和限度 C.用能过程的经济性D.相平衡或过程的方向与限度2. 纯物质p —V 图临界等问线上临界点的特性是()。
A.22()0,()0T T T T c cp pV V ==∂∂==∂∂B.22()0,()0T T T T c cp pV V ==∂∂=<∂∂ C.22()0,()0T T T T c cp pV V==∂∂>>∂∂D.22()0,()0T T T T c cp pV V==∂∂>=∂∂ 3. T 温度下的过热蒸汽的压力p ()。
A.>p S (T )B.< p S (T )C.= p S (T )D.不能判断4. (/)(/)(/)T s p p v T p S T 等于()。
A. (/)T S VB. (/)V p TC. (/)S V TD. -(/)V p T5. 根据偏摩尔性质的定义和特征,下列选项正确的是()。
A.ˆlnln(),ln ln()ii i i iif y f y y y B.ˆˆln ln(),ln ln()i i i y f y f C .ˆˆlnln(),ln ln()i i i i if y fy yD.ˆˆlnln(),ln ln()ii i iy f y fy6.关于理想溶液的物理特征说法中,不正确的是()。
A.混合时没有熵变,即ΔS=0B.分子结构相似,大小一样,分子间的作用力相同C.混合时没有热效应D.混合时没有体积效应7.关于Henry定律,正确的是()。
专升本《化工热力学》一、(共75题,共150分)1.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()(2分)A.增加B.减小C.不变D.不一定标准答案:A2.苯(1)和环己烷(2)在303K,0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。
此条件下V1=89.96cm3/mol,V2=109.4cm3/mol ,=89.99cm3/mol ,=111.54cm3/mol,则超额体积VE=()cm3/mol。
(2分)B.0 C标准答案:A3.下列偏摩尔吉氏函数表达式中,错误的为()。
(2分)A.B.C.D.标准答案:D4.下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中,正确的是nmol溶液性质,nM=()。
(2分)A.B.C.D.标准答案:D5.混合物中组分i的逸度的完整定义式是()。
(2分)A.B.C.D.标准答案:A6.二元理想稀溶液,其溶质和溶剂分别遵守()。
(2分)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.Lewis--Randll规则和拉乌尔规则.标准答案:A 7.下列化学势和偏摩尔性质关系式正确的是()(2分)A.B.C.D.标准答案:C8.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()。
(2分)A.引入了局部组成的概念以及温度对γi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。
标准答案:D9.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()。
(2分)A.足够多的实验数据B.C.D.标准答案:B10.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。
(2分)A.增加B.减少C.不变D.不确定标准答案:B11.节流效应T-P图上转化曲线是表示的轨迹。
专升本化工热力学一、共75题;共150分1. 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 2分A.增加B.减小C.不变D.不一定.标准答案:A2. 苯1和环己烷2在303K;下形成X1=溶液..此条件下V1=89.96cm3/mol;V2=109.4cm3/mol;=89.99cm3/mol;=111.54cm3/mol;则超额体积VE= cm3/mol.. 2分A.0.24 .0 C.标准答案:A3. 下列偏摩尔吉氏函数表达式中;错误的为 .. 2分A.B.C.D..标准答案:D4. 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= .. 2分A.B.C.D..标准答案:D5. 混合物中组分i的逸度的完整定义式是 .. 2分A.B.C.D..标准答案:A6. 二元理想稀溶液;其溶质和溶剂分别遵守 .. 2分规则和Lewis--Randll规则.规则和Henry规则.C.拉乌尔规则和Lewis--Randll规则.规则和拉乌尔规则..标准答案:A7. 下列化学势和偏摩尔性质关系式正确的是 2分A.B.C.D..标准答案:C8. 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 .. 2分A.引入了局部组成的概念以及温度对γi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...标准答案:D9. 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 .. 2分A.足够多的实验数据B.C.D..标准答案:B 10. 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 .. 2分A.增加B.减少C.不变D.不确定.标准答案:B11. 节流效应T-P图上转化曲线是表示的轨迹.. 2分A.B.C..标准答案:A12. 理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作_____膨胀 2分A.等温B.等压C.等焓D.等熵.标准答案:D13. 不可逆过程中孤立体系的 2分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.标准答案:D14. 卡诺制冷循环的制冷系数与有关.. 2分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.标准答案:B 15. 关于制冷原理;以下说法不正确的是 .. 2分A.任何气体;经等熵膨胀后;温度都会下降..B.只有当;经节流膨胀后;气体温度才会降低..C.在相同初态下;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...标准答案:D16. 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 .. 2分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.标准答案:B17. 一封闭体系经过一变化;体系从恒温水浴吸收热量8000KJ;体系熵增25KJ/K;则此过程是 .. 2分A.可逆的B.不可逆的C.不可能的.标准答案:C18. 关于制冷循环;下列说法不正确的是 .. 2分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冷量是由蒸发器吸收的热提供的...标准答案:C19. 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.. 2分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...标准答案:B20. 体系经不可逆循环又回到初态;则热温熵的循环积分 .. 2分A.B.=0C..标准答案:B21. 可以通过测量不能直接得到数值的状态参数是 .. 2分A.焓B.内能C.温度D.熵.标准答案:A;B;D22. 流体T1、P1经节流膨胀后;流体的温度可能 .. 2分A.不变B.下降C.增加D.前三者都可能.标准答案:A;B;C;D23. 经历一个不可逆循环过程;体系工质的熵不会 .. 2分A.增大B.减小C.不变D.可能增大;也可能减小.标准答案:A;B;D24. 对于流体混合物;下面式子正确的是 .. 2分A.B.C.理想溶液的D.理想溶液的.标准答案:A;B;C25. 不是体系中物质i 的偏摩尔体积的定义式为 .. 2分A.B.C.D..标准答案:A;B;C26. 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;则需要个独立状态参数的已知条件.. 2分.1 C.标准答案:B27. 朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度;可以 .. 2分A.提高初压B.提高初温C.降低排汽压力D.采用回热.标准答案:B28. 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 .. 2分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.标准答案:B29. 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 .. 2分A.大于B.小于C.等于D.不能确定.标准答案:B30. 冬天要给-10房间供热取暖;消耗500W的功率给房间供热;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 2分A.前者B.两者相等C.后者D.没法比较...标准答案:A31. 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/;另一个不可逆过程的工质熵变 KJ/.. 2分A.大于20B.小于20C.等于20D.不能确定...标准答案:C32. 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 .. 2分A.升高B.降低C.不变D.不能确定.标准答案:B33. R-K方程、P-R方程等是实用的立方型方程;对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根;当存在一个实根V值其余二根为虚根时;V值是 .. 2分A.饱和液体体积 B.饱和蒸汽体积C.过热蒸汽D.过冷液体.标准答案:C34. 热源温度为1200K;环境温度为300K;高温热源提供热量1000J中的无效能为 J.. 2分.750 C.标准答案:A35. 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..其中已知一个不可逆过程的工质焓变为50KJ/kg;而另一个可逆过程的工质焓变 KJ/kg.. 2分A.大于50B.小于50C.等于50D.不能确定...标准答案:C36. 混合物体系中物质i 的偏摩尔焓的定义式为: .. 2分A.B.C.D..标准答案:D37. 以下措施;即提高蒸汽朗肯循环的热效率;又提高汽轮机出口乏气的干度.. 2分A.提高汽轮机进汽温度B.提高汽轮机进汽压力C.提高汽轮机乏汽压力D.降低汽轮机出口乏汽压力.标准答案:A38. 水处于过热蒸气状态;如要查询水的过热蒸气热力学性质表;则需要个独立状态参数的已知条件.. 2分.1 C.标准答案:C39. 经历一个实际热机的循环过程;体系工质的熵变 .. 2分A.>0 .=0D.可能>0;也可能.标准答案:C40. 若分别以某一真实气体和理想气体为工质在两个恒温热源T1、T2之间进行卡诺理想循环;试比较这两个循环的热效率.. 2分A.前者大于后者B.两者相等C.前者小于后者D.没法比较...标准答案:B41. 在相同的初态和膨胀压力P的条件下;等熵膨胀与节流膨胀两种方案相比;哪种方案的降温大 .. 2分A.前者B.后者C.两者相同D.两者没有可比性.标准答案:A42. 对于流体混合物;下面式子错误的是 .. 2分A.B.C.理想溶液的D.理想溶液的.标准答案:A 43. Pitzer 提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是 ..2分A.见图B.见图C.见图D.见图.标准答案:C44. 汽液平衡关系的适用的条件 2分A.无限制条件B.理想气体和非理想溶液C.理想气体和理想溶液D.非理想气体和理想溶液.标准答案:B45. 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 .. 2分A.饱和汽相线;饱和液相线;汽液共存区B.汽液共存线;饱和汽相线;饱和液相区C.饱和液相线;饱和汽相线;汽液共存区.标准答案:C46. 关于化工热力学研究特点的下列说法中正确的是 2分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...标准答案:A;C;D47. 下列关于关系式正确的是 ..2分A.见图B.见图C.见图D.见图.标准答案:A;B;D48. 下列偏摩尔自由焓表达式中;正确的为 .. 2分A.B.C.D..标准答案:A;B;C49. 传热速率的单位;正确的是 .. 2分hsh.标准答案:A;C;D50. 下列论述正确的是 .. 2分方程能同时应用于汽、液两相计算;准确度较高..方程能同时应用于汽、液两相计算;准确度较高..C.活度系数可以大于1也可小于1..D.压缩因子可以大于1也可小于1...标准答案:B;C;D51. 乙醇-水在下共沸体系;其自由度为 2分.标准答案:A52. 体系从同一初态到同一终态;经历二个不同过程;一为可逆过程;一为不可逆过程;此二过程环境熵变存在 ..2分A.见图B.见图C.见图D.见图.标准答案:A53. 如当地冷却水温度为常年18;则氨制冷循环的冷凝温度应选 .. 2分;;;...标准答案:C54. 由纯组分形成理想溶液时;其混合焓 .. 2分A.>0;B.=0;C..标准答案:B55. 混合气体的第二维里系数 2分A..T和P的函数B.仅为T的函数C..T和组成的函数D..P和组成的函数.标准答案:C56. 有效能衡算的依据是 .. 2分A.热力学第一定律B.热力学第二定律C.热力学第三定律D.热力学第一、二定律...标准答案:D 57. 混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 .. 2分A.;B.;;.标准答案:C58. 纯物质临界点时;对比温度Tr .. 2分A.=0B.> 1C..标准答案:D59. 当潜水员深海作业时;若以高压空气作为呼吸介质;由于氮气溶入血液的浓度过大;会给人体带来致命影响类似氮气麻醉现象..根据下表中25下溶解在水中的各种气体的亨利常数H;你认为以和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合2分A.氦气B.二氧化碳C.乙烷D.甲烷.标准答案:A60. 下列哪个条件不符合蒸汽压缩制冷循环制冷剂的选择要求 .. 2分A.沸点低B.冷凝压力低C.汽化潜热大D.较低的临界温度.标准答案:D61. 在T-S图上;绝热可逆过程工质的状态总是沿着进行的.. 2分A.等焓线B.等熵线C.等干度线D.等压线.标准答案:B62. 气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是 2分A.=0>0C.D.不确定.标准答案:D63. 已知溶液的则溶液超额自由焓的计算式为: 2分A.=RTB.=RTC.=RTD.=RT.标准答案:B64. 常压下某液体沸腾时;保持不变的热力学性质是 2分A.摩尔体积B.摩尔熵C.摩尔自由焓D.摩尔内能.标准答案:C65. 混合物的逸度f 与组分逸度之间的关系是 2分====.标准答案:D66. 由于温差引起两个物系之间进行热交换;那么包括这两个物系的绝热体系的熵变为 2分A.正值B.负值C.零D.不定值.标准答案:A67. 维里方程中a等于 2分+BC.D..标准答案:B68. 已知Wilson 方程中;那么;= 2分.标准答案:A69. 在同一温度下;单组分体系T—S图上各等压线随熵值的增大;压力将2分A.增大B.减小C.不变D.不一定.标准答案:B70. 理想功实现的条件为 2分A.完全不可逆B.完全可逆C.部分可逆D.部分不可逆.标准答案:B71. 关于做功和加热本领的描述;正确的是 2分A.压力相同;过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大..B.温度相同;高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强..C.温度相同;高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强..D.放出的热相同;高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大.. .标准答案:A;B;D72. 汽液平衡计算方程式不适用于 2分A.完全理想体系B.化学体系C.非理想体系D.完全非理想体系.标准答案:A;C;D73. 下列关系式哪些不适用于理想溶液2分A.见图B.见图C.见图D.见图.标准答案:B;C;D74. 在众多状态方程式中;不能从理论上加以证明的是 2分——K方程B.维里方程C.范德华方程D.马丁-候方程.标准答案:A;C;D75. 对理想的气体混合物;下列关系式不正确的是 2分A.B.C.=1D..标准答案:B;C;D。
一、名词解释题(每小题4分,共20分)1﹑偏心因子 2﹑相平衡准则 3﹑超额性质 4﹑剩余性质 5﹑理想溶液二、填空题(每空1分,共20分)1、纯物质PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 。
2﹑溶液中组分i 的活度系数的定义是i γ= 。
3﹑单位质量稳定流动体系能量平衡方程4﹑常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的活度系数为32221ln x x βαγ+=(βα,是常数),则溶质组分的活度系数表达式是5﹑对三元混合物,展开第二virial 系数==∑∑==ij i j ji B y y B 31316﹑组分逸度等于分压的气体是 。
7﹑能量平衡方程以热力学 为基础,有效能平衡以热力学为基础。
8﹑体积膨胀系数的定义是=β , 等温压缩系数k= 。
9﹑在温度为1000K 的高温热源和温度为400K 的低温热源之间工作的一切可逆热机,其循环热效率等于 。
10﹑指出下列物系的自由度数目:(1)水的三相点 ,(2)液体水与水蒸气处于气液平衡状态 ,(3)甲醇与水的二元气液平衡状态 ,(4)戊醇与水的二元气液液三相平衡状态 。
11﹑由正戊烷(1)-正己烷(2)-正庚烷(3)组成的液体混合物在(已知纯组分的蒸汽压分别是0.2741,0.1024,0.0389Mpa )69℃和常压下的气液平衡常数分别是 , , 。
12﹑计算流体p-V-T 普遍化方法有两种,分别是 和 。
三、选择题(每小题2分,共20分)1﹑汽液平衡计算方程式s i i I i P x P y γ=适用于( )A.完全理想体系B.化学体系C.非理想体系D.完全非理想体系2、欲找到活度系数与组成的关系,已有下列二元体系的活度系数表达式,βα,为常数,请决定每一组的可接受性( )A 2211;x x βγαγ==B 12211;1x x βγαγ+=+=C 1221ln ;ln x x βγαγ==D 212221ln ;ln x x βγαγ==3、混合气体的第二维里系数( )A.仅为T 的系数B. T 和P 的系数C. T 和组成的系数D. P 和组成的系数4、二元非理想极稀溶液,其溶质和溶剂分别遵守( )A.Henry 定律和Lewis-Randll 规则B. Lewis-Randll 规则和Henry 定律C.拉乌尔规则和Lewis-Randll 规则D. Lewis-Randll 规则和拉乌尔规则5、苯(1)和环己烷(2)在303K,0.1013Mpa 下形成90.01=x 的溶液。
2015 至 2016 学年第 1 学期化工热力学 试卷B 卷适用班级:化学工程与工艺考试方式:闭卷笔试 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 %复查总分 总复查人一、选择题(本题20分,每题2分)1. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ()。
A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P sD.不确定2. 纯物质的第二Virial 系数B 是( )的函数。
A. TB. T 和pC. T 和VD. 任何两个强度性质3. 对于一均匀的物质,其H 和U 的关系为( )。
A. H ≤UB. H>UC. H=UD. 不能确定4. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0.3,在一定的T ,P 下,8812.0ˆ,9381.0ˆ21==ϕϕ,则此时混合物的逸度系数为( )。
A. 0.9097B. 0.89827C. 0.8979D. 0.90925.指定温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸气压时,则气体的状态为( )。
A. 饱和蒸汽B. 超临界蒸汽C. 过热蒸汽D. 均有可能6.气液平衡计算关系式s Lssˆexp d i pii i i i i i p V py x p p RT ϕγϕ=⎰,(i =1, 2,…,N ),在中压时,上式可简化为( )。
A. ()L ss ˆexp i i i i i ii V py x p p RT ϕγϕ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦B. s s ˆi i i i i i py x p ϕγϕ= C. s i i i py x p =D. s i i i i py x p γ=7.一定T 、p 的二元等物质量的混合物,其组分逸度系数分别为0.11ˆe ϕ-=,0.22ˆe ϕ-=,已知m 1ˆln ln Ni i i y ϕϕ==∑,则混合物的逸度系数m ϕ为( )。
A. 22.01.0--+e eB. e20.20.1-+C. 22.01.0--+-e eD. e -20.20.1+8. 下列方程中不是活度系数模型的为( )。
《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:题对的写T ,错的写F)1.理想气体的压缩因子1Z =,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c 4.599MPa p =,处在r 0.3p =时,甲烷的压力为 。
(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ; (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3.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)lim i i ix M M ∞→=(B)i i i H U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =,i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =,i i G G =5.剩余性质R M 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 。
化工热力学复习题及答案《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1 234512得 分 评卷人题对的写T ,错的写F)1.理想气体的压缩因子1Z =,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c 4.599MPa p =,处在r 0.3p =时,甲烷的压力为 。
(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ; (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3.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)lim i i ix M M ∞→=(B)i i i H U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =,i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =,i i G G =5.剩余性质RM 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( )。
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。
化工热力学(答案在最后一页)一、单选题1.纯物质的第二virial系数B()(A)仅是T的区数(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区数2. 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的区数(C)偏摩尔性质是强度性质(D)强度性质无偏摩尔量3. Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。
以下说法不正确的是()(A)适用于极性以及缔合体系(B)不适用于液液部分互溶体系(C)提出了局部摩尔分率的新概念(D)它的超额自由焓模型是根据正规溶液为基础的4.气体经过稳流绝热过程,对外作功,如忽略动能和位能变化,无摩擦损失,则此过程气体焓值()(A)增加(B)减少(C)不变(D)不能确定5.要加热50℃的水,从热力学角度,用以下哪一种热源,损失功最小()(A)60°℃的热水(B)80℃的热水(C)100℃的饱和蒸汽(D)120℃的过热蒸汽6.对同一朗肯循环装置如果提高蒸汽的过热度,则其热效率().(A)有所提高,乏气干度下降(B)不变,乏气干度蜡加(C)有所提高,乏气干度增加(D)热效率和干度都不变7.对同一朗肯循环装置,如果提高汽轮机进汽压力,但温度等其余条件不变,则其热效率()(A)有所提高,乏气干度下降(B)不变,乏气干度增加(C)有所提高,乏气干度增加(D)热效率和干虚都不变8.作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机)中抽出部分蒸汽去()(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9.某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变,比原冷凝压力下的饱和温度低了5度,则制冷循环()(A)冷量增加,功耗不变(B)冷量不变,功耗减少(C)冷量减少,功耗减小(D)冷量增加,功耗增加10.关于做功和加热本领的描述,不正确的是()(A)压力相同,过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。
《化工热力学》复习题库参考答案一、 选择题(共50题)1——5 C A B B C 6——10 B D B D A 11——15 D C A E B 16——20 A A B A D 21——25 D A C D B 26——30 B B A D B 31——35 D C C B D 36——40 B D A C A 41——45 C B C A B 46——50 C D B B B二、 填空题(共20题)1.02.Z 0, Z 1, 01Z Z Z ω=+⋅, 3. dU dQ dW =+,4. H=U+PV , A=U-TS, G=H-TS5. dU=TdS pdV -,dH=TdS Vdp +,dA=SdT pdV --,dG=SdT Vdp -+6.T S V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭TS p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭7. .Lewis-Randall 定则, Henry 定则8.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.9. 第一定律;第二定律 10.活度系数法,状态方程法 11.升高 12.液 13.121T T -=η ;14. Gibbs-Duhem 15.不可逆性; 16.完全可逆; 17.大; 18.1;19. 温度 20.+11ln γd x 0ln 22=γd x三、 判断题(共30题)1——10 × × √ √ × × √ √ × √11——20 × × × √ √ × × × √ × 21——30 × √ × × × × √ √ × ×四、 名词解释(共6题)略五、 证明题(共4题)1.利用Maxwell 关系式等,将纯流体的d S 表示成,T P 的函数。
证明:(即dS 表示成dT 和dP 的函数) p TdS dS dS dT dp dT dp ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭p p dQ dS T dT dT ⎛⎫ ⎪⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭,等压条件下,p dQ C dT =,所以,p p pdQ C dS T dT dT T ⎛⎫⎪⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭ 由Maxwell 方程可知,p TS V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭2. 21212221)ln (x Ax Axx Ax x x RT G i i E=+==∑γCB A x Axf x Ax f Ax f x f -+++=++===12211221221111ln ln ln ˆln )ˆln(ln γAx Ax f x Ax f Ax f x f ++=++===22112212212222ln ln ln ˆln )ˆln(ln γAx C B x Ax Cx Bx A x f x x f x f +-+=-+=+=121211212111)(ˆln ˆln ln3. 请举两个例子简单说明热力学第二定律在实际中的应用。
化工热力学考试题和答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工热力学中,下列哪个参数是状态函数?A. 热量B. 功C. 焓D. 熵答案:C2. 理想气体的内能仅与下列哪个参数有关?A. 压力B. 体积C. 温度D. 摩尔数答案:C3. 根据热力学第二定律,下列哪个过程是不可能发生的?A. 自然界中热量自发地从高温物体传递到低温物体B. 自然界中热量自发地从低温物体传递到高温物体C. 气体自发地膨胀做功D. 气体自发地收缩做功答案:B4. 熵变ΔS的计算公式为:A. ΔS = Q/TB. ΔS = ΔH/TC. ΔS = ΔU/TD. ΔS = ΔG/T答案:A5. 根据吉布斯自由能变化(ΔG)的符号,下列哪个过程是自发的?A. ΔG > 0B. ΔG < 0C. ΔG = 0D. ΔG可以是任意值答案:B6. 理想气体在等温过程中的压缩因子Z是多少?A. Z > 1B. Z < 1C. Z = 1D. Z = 0答案:C7. 相律的表达式为:A. F = C - P + 2B. F = C - P + 1C. F = C - P - 1D. F = C - P - 2答案:B8. 理想溶液的混合热ΔHmix是多少?A. ΔHmix > 0B. ΔHmix < 0C. ΔHmix = 0D. ΔHmix可以是任意值答案:C9. 根据范特霍夫方程,下列哪个参数与反应的平衡常数K有关?A. 温度B. 压力C. 摩尔数D. 体积答案:A10. 真实气体的压缩因子Z与理想气体的压缩因子1相比,通常:A. Z > 1B. Z < 1C. Z = 1D. Z可以是任意值答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律的数学表达式为:ΔU = Q - W,其中ΔU代表______,Q代表______,W代表______。
答案:内能变化;热量;功2. 根据热力学第二定律,不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化,这被称为______。
化工热力学复习题及答案集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]《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:对的写T ,错的写F)1.理想气体的压缩因子1Z =,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c 4.599MPa p =,处在r 0.3p =时,甲烷的压力为 。
(A) (B) MPa ; (C) MPa (D) MPa3.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)lim i i ix M M ∞→=(B)i i i H U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =,i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =,i i G G =5.剩余性质RM 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 。
《化工热力学》(A 卷)一、 判断题:试判断对错,并写出原因或相应的公式(2分×5=10分)1.熵增原理的表达式为:0≥∆S ( )2.二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数( )3.RK 方程中,常数b a ,的混合规则分别为∑∑==iii M iii M b y b a y a ( )4.无论以Henry 定律为基准,还是以Lewis-Randall 规则为基准定义活度,活度和逸度的值不变。
( )5.烃类物系汽液平衡计算可以使用K 值法。
( ) 二、 简答题 (5分×7=35分)1.写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式,并对流体流经泵和流经换热器的系统进行适当的简化。
2.写出水在一定温度下的饱和蒸气压的获得方法。
3.有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积2222221111)()(bxx a b a V V bx x a b a V V --+=---+=-式中:V 1和V 2是纯组分的摩尔体积,a 、b 只是T 、P 的函数。
试从热力学的角度分析这些方程是否合理?4.写出局部组成的概念,并说明Wilson 方程和NRTL 方程的适用条件。
5.请写出中低压下汽液相平衡的关系式。
(其中:液相用活度系数表示,以Lewis-Randall 规则为基准;汽相用逸度系数表示)。
6.说明基团贡献法的出发点、优点及局限性 7.简述估算沸点下蒸发焓的方法 三、 计算题(共55分)1.(1)已知某饱和液体在273K 时,H m =0, S m =0,饱和蒸气压为1.27×105Pa ,若求478K ,68.9×105Pa 时该物质蒸汽的H m 和S m ,请设计出计算路径,并画出图。
(2)请写出各步骤的焓和熵的计算公式。
已知:该物质的饱和蒸气压方程为:TBA P s -=ln ,状态方程为:Cp RT pV m +=, 理想气体热容为:ET D C id m p +=,,式中各物理量均为国际单位制标准单位,A 、B 、C 、D 、E 为常数。
2.某二元溶液,Lewis-Randall 规则标准态的超额Gibbs 自由能可由下式给出:21/x x RT G E β=式中:β为常数,两纯组元逸度分别为*1f 和*2f ,单位为Pa, 1:-⋅mol J G E, T :K, 求:(1) 以Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数1γ与2γ的表达式。
(2) 以Henry 定律为标准态的活度系数'1γ与'2γ的表达式。
3.低压下丙酮(1)—乙腈(2)二元体系的汽液平衡中,汽液两相假定均可视为理想体系,查得丙酮、乙腈的饱和蒸气压方程如下:15.4947.29452874.16]502.7ln[93.3546.29406513.16]502.7ln[21--=--=T p T p s s ,1s p s p 2的单位为KPa , T 的单位为K 。
试求:(1) 当p 为85KPa, t 为55︒C ,该体系的汽液平衡组成y 1, x 1(2) 溶液中总组成为z 1=0.8,当p 为85KPa, t 为55︒C ,该体系的液相分率以及汽液相组成y 1, x 1(3) 当t 为55︒C ,汽相组成y 1=0.5时相平衡压力与液相组成x 1 (4) 当t 为55︒C ,液相组成x 1=0.35时的相平衡压力与汽相组成y 14.某蒸汽压缩制冷装置,采用氨作制冷剂,制冷能力为105kJ/h ,蒸发温度为-15℃,冷凝温度为30℃,设压缩机作可逆绝热压缩,试求: (1)压缩单位制冷剂所消耗的功。
(2)制冷剂每小时的循环量。
(3)该制冷装置所提供的单位制冷量。
(4)循环的制冷系数。
5.写出已知压力(p )和液相组成(n x x x ,,,21 ),求泡点温度(T )及与之相平衡的汽相组成(n y y y ,,,21 )的计算过程(可以写计算框图,也可以叙述计算过程)。
(B 卷)一、简答题(共8题,共40分,每题5分)1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。
2. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义,并写出舍项维里方程的混合规则。
3. 请分别以水溶解度和辛醇/水分配系数为例,简述环境热力学中相关的关系和特点。
4. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。
5. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
6. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算?7. 写出局部组成的概念及Wilson 方程和NRTL 方程的优缺点。
8. 汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么? 二、推导题(共2题,共15分,其中第一题8分,第二题7分)1. 请推导出汽液相平衡的关系式。
(其中:液相用活度系数表示,以Lewis-Randell 规则为基准;汽相用逸度系数表示。
)2. 从上式出发,进行适当的假设和简化,推导出拉乌尔定律。
三、 计算题(共4题,共45分,其中第一题15分,第二题15分,第三题5分,第四题10分)1. 求某气体在473K ,30⨯105Pa 时,H m =?已知:pV m =R T +10-5p ,其中:p 单位Pa ,V m 单位m 3·mol -1,C p id = 7.0+1.0⨯ 10-3T (J·mol -1·K -1)。
设:该饱和液体在273 K 时,H m =0(J·mol -1) 。
其中安托尼常数A=20.7,B=2219.2,C=-31.13。
(安托尼方程中压力p :Pa ,T :K ,压力用自然对数表示)(设Δz=1)2. 二元溶液中组元1的逸度1ˆf 为312111306040ˆx x x f +-=,求: (1) 纯组元1的逸度*1f(2) 组元1在溶液中的Henry 常数k 1(3) 用x 1表示的1γ表达式(基于Lewis-Randell 规则)(4) 用x 1表示的1γ'表达式(基于Henry 定律) 3. 有人提出用下列方程组来表示恒温恒压下简单二元体系的偏摩尔体积:其中:V 1和V 2是纯组分的摩尔体积,a 、b 只是T 、p 的函数,试从热力学角度分析这些方程是否合理?4. 写出已知汽相组成(y 1, y 2,….,y n )及温度T ,求露点压力p 及与之相平衡的液相组成(x 1, x 2, ….x n )的计算过程。
2222221111)()(bx x a b a V V bx x a b a V V --+=---+=-《化工热力学》(C卷)一、简答题(共4题,每题5分)1、稳定流动系统热力学第一定律可写成___________________,它应用于绝热节流的简化形式是_______________,应用于换热器的简化形式是_______________,应用于离心泵的简化形式是_________________________。
2、试举两例说明,理想混合物与真实混合物相比,哪些热力学量的计算可以简化?如何简化?3、有人为了在热天给室内降温,把室内的冰箱的门打开,试问这种方法可行吗?用热力学观点进行解释。
4、在相关区域填写可能存在的相态。
二、判断并改正(共10题,每题3分)1、p、V、T是流体的基本性质之一,通过它可以计算流体的逸度、活度以及在流动过程中体积功和轴功。
()2、纯物质的饱和蒸气压仅是温度的函数,可由安托尼方程计算。
( )3、维里系数具有物理意义,它代表了物质极性的大小。
( )4、理想气体有p f =,而理想溶液有i i φφ=ˆ ( )5、=-V p C C R ( )6、符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。
( )7、流体绝热可逆膨胀的温降总比节流膨胀的大。
( )8、绝热膨胀为等熵膨胀。
()9、对于理想混合物,V G H ∆∆∆,,均为零。
( )10、流体在高压下都会出现“逆向蒸发”或“逆向冷凝”现象。
( )三、计算题(共5题,共50分)1 (15分)纯苯的状态由0.1 MPa 、353K 的饱和液体变为453K 的饱和蒸气,试计算该过程的∆H 。
计算时可用下列数据: 正常沸点时的潜热=30681 J·mol -1,饱和液体在正常沸点下的体积=95.7 cm 3·mol -1,C p ig = 16.0+0.235T (J·mol -1·K -1),第二维里系数4.23)101(78⨯-=TB ,上式中T 的单位是K ,B 是cm 3·mol -1,在453K 时的饱和蒸气压符合方程:)/(2042.340582.2037927.6)/log(C t KP P a s ︒+-=(设苯的p 、V 、T 关系符合二阶舍项的维里方程)2 (12分)某烃类系统汽相和液相均可视为理想混合物,其液相摩尔分率为:乙烷(1):0.02;丙烷(2):0.35;丙烯(3):0.60;1-丁烯(4):0.03。
已知:15⨯105Pa 下该混合物的泡点温度为311K ,在此T 、p 条件下的相平衡常数为:63.21=K ,03.13=K 。
丙烷在311K 时饱和蒸气压52100.6⨯=sp Pa ;311K 时丙烷的第二维里系数134210877.3--⋅⨯-=mol m B求:该条件下的平衡汽相组成。
3、(13分)苯和环己烷液体混合物的无因次超额Gibbs 函数可用21/x Bx RT G E=表示,且:)(004.06186.0C t B ︒-=。
请写出:(1) 活度系数与组成的函数关系。
(2) RT H E/与组成的函数关系。
(3) R S E /与组成的函数关系。
4. (10分)在蒸汽压缩制冷设备中,当液氨通过节流阀后,试问通常在节流阀出口处的氨是什么状态?试在T-S 图和p-H 图上表示该循环,并写出单位质量制冷剂的制冷量及制冷系数的计算式。
本科生期末考试试卷统一格式(16开):《化工热力学》(A 卷答案)一、判断题:试判断对错,并写出原因或相应的公式(3分×5=15分) 3.熵增原理的表达式为:0≥∆S ( × )熵增原理的表达式应该为:0≥∆隔离系统S或者写为:0环境系统≥∆∆S S +,(其中等号在可逆条件下成立)2.二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数(√)二阶舍项维里方程可以适用于压力不高的气体的pVT 关系计算,由于逸度系数的计算需要使用相应条件下的状态方程,因此二阶舍项维里方程可以用于压力不高(小于1.5MPa )情况下的纯物质逸度系数的计算。
8.RK 方程中,常数b a ,的混合规则分别为∑∑==iii M iii M b y b a y a ( × )习惯上,用于RK 方程中常数b a ,的混合规则分别为∑∑∑==iii M iijj i jM b y b a y y a4.无论以Henry 定律为基准,还是以Lewis-Randall 规则为基准定义活度,活度和逸度的值不变。