化工热力学

化工热力学Tag内容描述：<p>1、第五章 纯流体的热力学性质 1 5.1 热力学性质间的关系 一 热力学性质分类 n1.按性质与物质质量间的关系分类 广度性质：表现出系统量的特性，与物质 的 量有关，具有加和性。如 V,U,H,G,A,S等。 强度性质：表现出系统质的特性，与物质 的 量无关，没有加和性。如P,T等 。 2 2.按其来源分类 可直接测量的：P,V,T等。 不能直接测量的：U,H,S,A,G等. 可直接测量也可推算：Cp,Cv,K,Z等。 在这里我们再复习一下有关函数的定义 ： 3 二、 热力学性质的基本关系式 n四大微分方程 : dU=TdS-pdV (5-1) dH=TdS+Vdp (5-2) dA=-SdT-pdV (5-3) dG=-SdT+V。</p><p>2、化工热力学一、判断题：试判断对错，并写出原因或相应的公式（2分510分）1 熵增原理的表达式为：（ ）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，常数的混合规则分别为 （ ）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 （8分756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。答：稳定流动系统的热力学第一定律表达式为：(1) 流体流经换热器传质设备Ws=0；。</p><p>3、1、有一水泵每小时从水井抽出的水并泵入储水槽中，水井深，储水槽的水位离地面，水泵用功率为的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45。储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽内的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。在冬天，井水温度为,为防止水槽输出管路发生冻结现象，在水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保持在，试计算此加热器所需净输入的热量。【解】：流动体系由水井、管路、泵、加热器和储水槽组成。计算基准：以一小时操作记，稳流过程：水热容：2、为远程输送天然气,采用压缩液化法。若天然。</p><p>4、2-1. 试分别用下述三种方法求出、下甲烷气体的摩尔体积。（a）用理想气体方程；（b）用R-K方程；（c）用维里截断式（27）。其中B用皮策的普遍化关联法计算。解：（1）用理想气体方程：Vm= =0.00138m3mol-1（2）用RK方程：查附表1：甲烷的TC=190.6K，PC=4.60MP，=0.008a=3.22170106m6Pakmol-2K0.5b=0.02。</p><p>5、化工热力学习题一、判断题1、熵增原理的表达式为：（）或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。3、RK方程中，常数的混合规则分别为（）4、无论以Henry定律，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（）以Henry定律为基准和以Lewis-Randall规则为基准定义的活度选用的逸度标准态不同，因此相应的活度和活。</p><p>6、化工热力学复习题第1章 绪论一、单项选择题1、下列各式中不受理想气体条件限制的是（ A ）A 常数2、对封闭体系而言，当过程的始态和终态确定后，不能确定的值是（ A ）AQ U H S3、封闭体系中，1mol理想气体由T1 ,p1和V1可逆地变化至p2，过程的，则该过程为（ B ）A等容过程 等温过程 绝热过程 等压过程4、封闭体系中，1mol理想气体由T1 ,p1和V1等温可逆地变化至p2，过程的W为（ B ）A 0 5、封闭体系中，1mol理想气体由T1 ,p1和V1等温可逆地变化至p2，过程的Q为（ A ）A 0 6、封闭体系中，1mol理想气体由T1 ,p1和V1等温可逆。</p><p>7、2-1.使用下述方法计算1kmol甲烷贮存在体积为0.1246m3、温度为50的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K方程；（3）普遍化关系式。解：甲烷的摩尔体积V=0.1246 m3/1kmol=124.6 cm3/mol查附录二得甲烷的临界参数：Tc=190.6K Pc=4.600MPa Vc=99 cm3/mol =0.008(1) 理想气体方程P=RT/V=8.314323.15/124.610-6=21.56MPa(2) R-K方程=19.04MPa(3) 普遍化关系式2利用普压法计算， 迭代：令Z0=1Pr0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z0=0.8938 Z1=0.4623=0.8938+0.0080.4623=0.8975 此时，P=PcPr=4.64。</p><p>8、北京化工大学20162017学年第一学期 化工热力学期末考试试卷课程代码CHE33500T班级： 姓名： 学号： 任课教师： 分数： 题号一二三四总分得分一、（28=16分）正误题（正确的画，错误的画，标在。</p><p>9、一、基本概念题1理想气体的压缩因子，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，处在时，甲烷的压力为 。(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 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。</p><p>10、第六章 流动系统的热力学原理及应用,Chapter 6 Principle and Application of Thermodynamics in Fluid System,本章重点： 稳定流动过程热力学原理，运用热力学第一定律和第二定律，对化工过程的能量转化、传递、使用和损失情况进行分析，揭示能量的消耗、大小、原因和部位，为改进工艺过程，提高能量利用率指出方向和方法。,6.1 引言,能量的等级 高级能量：理论上完全可以转化为功的能量，如机械能、电能、水力能和风能等。 低级能量：理论上不能完全转化为功的能量，如热能、内能和焓等 。 目的：节约用能，降低能量消耗；合理经济的用。</p><p>11、第1章 绪言一、是否题3. 封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系。（对）4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。）第2章关系和状态方程一、是否题2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。）4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体。</p><p>12、第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式2-1 试分别用下述方法求出400、4.053MPa下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK方程；（3）PR方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B用Pitzer的普遍化关联法计算。解 （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积为（2） 用RK方程求摩尔体积将RK方程稍加变形，可写为（E1）其中从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为=190.6K, =4.60MPa，将它们代入a, b表达式得以理想气体状态方程求得的为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到值为第二次迭代得。</p><p>13、习题讲解：一、是非题1、热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。（错。不需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系）2、 当压力趋于零时，（是摩尔性质）。（错。当MV时，不恒等于零，只有在TTB时，才等于零）3、 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，。（错。应该是等）4、 当时，。（错。当时，）5、 因为，当时，所以，。（错。从积分式看，当时，为任何值，都有；实际上，6、 吉氏函数与逸度系数的关系是。（错）7、 由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化。（错。因为：。</p><p>14、第4章 非均相封闭体系热力学一、是否题1. 偏摩尔体积的定义可表示为。2. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。4. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。8. 对于理想溶液的某一容量性质M，则。9. 理想气体有f=P，而理想溶液有。10. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总热力。</p><p>15、作 业,1、证明理想气体的焓只是温度的函数。,作 业,2、某实际气体状态方程为p(V-nb) = nRT (b是常数)，试求 ，,并求等温过程中的U、H、S（上述结果分离变量积分即可）。,，,。,3、,某实际气体状态方程为p(V-b) = RT+ap2/T (a是常数)，试求,该实际气体剩余焓与剩余熵的表达式.,作 业,4、已知在298.15K，101.33kPa下 CO2的理想气体状态的绝对熵为 213.79Jmol-1K-1，其理想气体的等压热容为：,试求：在373.15K和10132.5kPa下的气态CO2的绝对熵。 （已知S的文献值为177.75Jmol-1K-1。）,5、 假定氮气服从理想气体定律，试计算1kmol氮气在温度。</p><p>16、第二章 均相反应动力学习题1. 【动力学方程形式】有一气相反应，经实验测定在400下的速率方程式为:若转化为形式，求相应的速率常数值及其单位。2. 恒温恒容变压定级数在恒容等温下，用等摩尔H2和NO进行实验，测得如下数据：总压（MPa）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543半衰期（s） 256 186 135 104 67求此反应级数3. 二级反应恒容定时间4. 醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？4、 【二级恒容非等摩尔加料】溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应：i-C4H9Br+C2H5。</p>