化工热力学复习资料
一、是非题(下列说法正确的在括号内打√，错误的打×。)
1)理想气体的熵仅仅是温度的函数。 (×) 2)纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓、热力学能、Gibbs 函数的变化值均大于零。
(×) 3)气体混合物的Virial 系数，如B ，C ，…，是温度和组成的函数。
(√)
4)一般情况下，剩余性质R 0H ≠，R
S
≠，只有当压力极低时两者均等于零。
( √ )
5若忽略动能或位能的变化，稳流过程的能量平衡式为：S
H Q W ∆=-，该式对 可逆与不可逆均适用。
( √ )
6)任何实际过程，总有效能必减少，总无效能增加，且有效能的减少必多于无 效能的增加量。
(√ )
7)二元溶液的逸度与其组分的逸度有如下的关系：
111222ˆˆln ln (/)ln (/)
f x f x x f x =+ (√ )
8)热力学基本关系式只适用于可逆过程。
(×)
9)对于一个封闭气体系统，气体从一个给定的状态变化到另一个状态，只要对所有经历的过程是可逆的，则d p V
-⎰
积分值就与所经历的路径无关。 (√) 10)对理想溶液，所有的过量性质均为零。 (√)
11)偏摩尔体积可表示为()
()[]
[]
,,,,j i j i i
i i T p n
T p n V n V
n V x =∂∂=∂∂⎡⎤⎣⎦
。
(×)
12)在(1)-(2)二元系统的汽液平衡中，若(1)是轻组分，(2)是重组分，则1
1
y x >，
22
y x <。
(×)
13)功的传递不会引起熵流，因此功的传递进入系统不会引起系统的熵变。 (×) 14) 如果某系统在进行的过程中熵值不变，则该过程是可逆、绝热的过程。(× )
15)理想功表达式为：id
W H T S
Θ
=-∆+∆，该式仅适用于物理过程，而不适用于化
学过程。
( × )
16)由热力学分析可知：相对于等温与多变压缩过程而言，绝热压缩过程的功耗 为最小。
( × )
17)1
303K
T =的常温水，假如冷冻成2
273K
T =的冰，则制冷系数
L S 212//()
Q W T T T ε==-。
( × )
18)一切实际过程，因熵产g 0
S ∆>，故必有做功能力的损失。 (√ )
19)可逆绝热过程的熵产等于零，因此过程的有效能损失也等于零。 (√) 20)节能就是节约过程的有效能，防止能量无偿降级。
(√)
21)在蒸汽压缩制冷循环中，制冷剂先冷凝后过冷再进入节流阀有助于提高过程的制冷系数。
(√)
二、计算题和推导题：
1、有一蒸汽动力装置的T -S 图如右图所以。 已知：该装置产功
5-1
S 10kJ h
W =⋅，
-1
1250kJ kg
H =⋅，
-1
23327kJ kg H =⋅，
装置的散热
-1
32695kJ kg
H =⋅，-1
4
249k J k g
H =⋅，忽略
损失，试求：
①每小时蒸汽的循环量G /-1kg h ⋅； ②锅炉传给水的热量H Q /-1
kJ h ⋅；
③装置热效率T η；
④若H Q 来自800℃的恒温热源，计算总过程的损耗功L W (设T Θ=298K)。 解：①5
-1
S 32
10
158.23(k J h )26953327
W G
H H --=
=
=⋅--
②()-1
H 21158.23(3327250)486867.1(kJ h )Q G H H =-=⨯-=⋅ ③5
S T H
10
100%20.54%486867.1
W Q η-=
=
⨯=
④-1
id
H H 2981486867.11351651.4(k J h )1073T W Q T Θ
⎛⎫⎛⎫=-=⨯-=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭
5
-1
L id S 361651.410251651.4(kJ h )W W W =-=-=⋅
2、将150kJ 的热量从高温热源H
550K
T =直接传递给两个冷源1
350T K
=和2
250K
T =。环境
S
计算题1) 附图
温度为300T K
Θ
=。如果热量传递给热源温度1T 的量是它传递给热源温度2T 量的一半，试求：
①熵产生量，1kJ K -⋅；②损失功，kJ ；③怎样才能使得该过程变得可逆？ 解：取整个热源为系统，则构成封闭系统，因此：根据热力学第二定律得： ①sys
g Q
S
S T ∆=∆+
⎰
()
()
()
-1
H 12g sys H
1
2
150501000.27(k J K )550
350
250
Q Q Q Q
S S T
T T T ---∆=∆-
=--=
-
-
=⋅⎰
②L
g 3000.2781(kJ)
W
T S Θ
=∆=⨯=
③用无数个小Carnot 循环完成传热过程。
3、用1.5MPa ，773K 的过热蒸汽来推动透平机，并在0.07MPa 下排出乏汽，此过程既不可逆，也不绝热，过程的热量损失为79.4
1
k J k g ⋅-蒸汽
，初始状态下蒸汽的焓、熵值为
1H =3473.1-1
k J k g
⋅，1S =7.5698-11 k J k g K -⋅⋅，在0.07MPa ，2S '＝7.5698-11 k J k g K -⋅⋅时蒸汽
的焓值2H '＝2680-1 k J k g ⋅，实际由于过程的不可逆性，出口的泛气2H =2719.6-1 k J k g ⋅，S 2=7.6375-11 k J k g K -⋅⋅，试求：该过程对外实际输出的轴功，做等熵绝热膨胀时对外输出的轴功，过程的熵产、损耗功，设环境温度为T Θ
=
293K 。
解：以1kg 蒸汽为计算基准，则由热力学第一定律得：
S 212719.63473.1(79.4)674.1(kJ)
W H Q H H Q -=∆-=--=---=-
()S 2
1rev 2680.03473.1(79.4)713.7(kJ)W H Q H H Q ''-=∆-=--=---=- 由热力学第二定律得：
-1
g sys f 21(79.4)7.63757.56980.339(k J K )
293
Q S S S S S T
Θ
-∆=∆-∆=--
=--
=⋅
L g 2930.33999.24(kJ)
W T S Θ
=∆=⨯=
4、热力学内能是温度和体积的函数，即(,)U T V 。试推导出d d [?]d V U c T V
=+的方程式。
解：(,)U U T V =，d d d d d V V T T U U U U T V c T V
T V V ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫
=+=+ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭
∵d d d U
T S p V
=+，T T T V
U S S p T p V V V T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫
=-=
⎪ ⎪ ⎪ ⎪
∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭
d d d V V p U c T T p V
T ⎡⎤
∂⎛⎫=+- ⎪⎢⎥∂⎝⎭⎣⎦
三、单项选择题(下列各题各有一个最合适的答案，请选择并填写在括号内)
1)下列方程中不是气体状态方程的是 ( B )。
A) R-K 方程 B) NRTL 方程
