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
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 s
B. <()T P s
C. =()T P s
3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=，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
B
C
D
4. 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mol,则此过程的焓变为（）J/mol 。
2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig
P 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 =21ln
P P RT -，Q =2
1
ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。
3. 正丁烷的偏心因子ω＝，临界压力为p c ＝，则在Tr ＝时的蒸汽压为（ ）MPa 。
4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp ，则ExQ
的计算式为(
(1)T
xQ p T T
E 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）
ln ln i
2. )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 1
12
2=
， a,b 不可能是常数，故提出的模型有问题。 3. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。（5分） 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 +=∆+∆+
∆2
2
1 4.分析作外功的绝热膨胀后温度降低的原因，并在T-S 图中示意。（6分）
5. .写出稳流体系的熵平衡方程，并指出各项的含义。（5分） 答：
0i i j j Q
m S m S S T
δ-++∆=∑∑⎰
产生入
出
四、试由饱和液体水的性质估算(a)100℃，和(b)100℃，20MPa 下水的焓和熵，已知100℃下水的有关性质如下（15分）
101325.0=s P MPa ，04.419=sl H Jg -1
，3069.1=sl S J g -1K -1
, 0435.1=sl V cm 3 g -1
,
0008.0=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛≈⎪⎭⎫ ⎝⎛dT dV T V sl P ∂∂cm 3 g -1 K -1 解：体系有关状态点如图所示 所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上，由
0008.0-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-≈⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dT dV T V P S sl p T cm 3 g -1 K -1 得
()
()101325.00008.03069.10008.00008.0--=-≈-≈-⎰
P S P P dP S S P
P s
sl s
或
又 745.00008.015.3730435.1=⨯-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-≈⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dT dV T V T V T V P H sl sl P T cm 3 g -1 得
()()101325.0745.004.419745.0745.0-+=-=≈-⎰P H P P dP H H P
P s sl s
或
当P =时，S = Jg -1 K -1；H = g -1
； 当P =20MPa 时，S = K -1
；H = g -1
。
五、由气体状态方程p(V －b)＝RT （其中b 是与温度无关的常数），推导剩余焓和剩余熵的表达式。（10分）
解：bp
dp p R T b p RT dp T V T V H p p
p R
=⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-+=⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎰⎰00
00
0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎰⎰dp p R p R dp T V p R S p p p R 六、通过virial 方程计算每克CO 2在310K 和时的体积。已知CO 2的临界压力和临界温度分别为、，偏心因子为。（10分） 解：02.12.304/310==r T Pr ＝=
3
102
.416.1066.704481.0310314.8965.0965
.0)(10193
.002.1172
.0139.0326.002.1422
.0083.0cm pM ZRT V T p B B Z B B w r r
=⨯⨯⨯===⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++=-=-=-=-
=ω
七、甲烷由，300K 压缩后冷却到，300K 。若压缩过程耗功kg ，求（1）冷却器中需要移走的热量；（2）压缩冷却过程的损失功；（3）压缩冷却过程的理想功；（4）压缩冷却过程的热力学效率。环境温度为T 0＝300k ，已知：（15分） ，300k 时，H 1＝kg ，S 1= kJ/kg ∙K ，300k 时，H 2＝kg ，S 2= kJ/kg ∙K
解：（1）kJ/kg 6.10886.102174.95376.866-=--=-∆=s W H Q
(2)()kJ/kg
09.383300/6.1088075.77198.4300)(012001=+-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡-+-=∆=T Q S S T S T W t (3)())075.77198.430074.95376.8660-⨯--=∆-∆=S T H W id = kJ/kg
