合肥学院2009级化工-CET试卷(A)参考答案及评分标准.doc

合肥学院试题标准答案及评分标准考试科目：化工热力学 试卷代号: A适用对象：化工09级 使用学期：2010-2011-1 第5学期共6道题 总分100分 共6页一、判断题：试判断对错（每题1分, 共10分）1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 二、填空题 （每题1分, 共10分）(1) 完全可逆。(2) h + u2/2 + gz = q+ Ws；(3) b1 = b2 (4) ；(5) 温度；压力；过量性质 (6) 1三、选择题（每题2分，共10分）1. B 2. C 3. A 4. B 5. D四、简答题（每题10分，共30分）(1)单级蒸汽压缩制冷（如下图所示）能量分析（10分）答：能量分析 （动能和势能可以忽略）1-2 可逆绝热压缩过程Ws = H2H1 kJ/kg 分2-3 等压冷却、冷凝过程 QH = H3H2 kJ/kg 分3-4 节流膨胀过程 H1 = H4 分4-1 等压、等温蒸发过程 QL= H1H4 kJ/kg 分2. 简述透平机和压缩机稳流体系的装置的能量分析（10分）答：透平机是借助流体的减压和降温过程来产出功。 分压缩机可以提高流体的压力，但是要消耗功。 分根据稳定流动系统的热力学第一定律表达式为： 分它们环境交换热量通常可以忽略，没有位能和动能的变化。 分因此 分（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，式中：V1 和V2 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？答：由于该方程涉及到偏摩尔性质和温度压力等参数，因此如果该方程合理，必须要满足Gibbs-Duhem方程。 分首先，衡量等温等压下的Gibbs-Duhem是否满足：即：。对二元体系，做衡等变形，得： 分由已知得： 分 分于是，有：，因此，该表达式不合理。 分五、证明题（每题5分, 共10分）1. （已知：；vdw EOS：）证明：vdw方程，变换为 分 分 分2. 证明: 由可得， 分， 分则有 分六、计算题（题10分, 共30分）1. 一个体积为0.283 m3的封闭槽罐，内含乙烷气体，温度290 K，压力2.48103 kPa，试问将乙烷加热到478 K时，用R-K方程求压力是多少？TC=305.4K，pC=4.884MPa，VC=1.4810-4 m3/mol，=0.098。（R-K方程：，其中：，解：查附表知甲烷的特性参数为 （1）应用R-K方程计算甲烷的摩尔体积。已知R-K方程为 分 分 分 分 分 分=54.597105-7.1341105 分=4.746Mpa 分2某二元混合物的逸度可以表达为 ，其中A，B，C为T，P之函数，试确定若两组分均以理想溶液为参考态，求。解：由于是的偏摩尔性质，由偏摩尔性质的定义知 分同样得到 分另外 分 分再由对称活度系数的定义可知 分 分再可以得到 分3设已知乙醇（1）-甲苯（2）二元体系在某一气液平衡状态下的实测数据为 t = 45，p = 24.4 kPa，x1=0.300，y1=0.634，并已知组分1和组分2在45下的饱和蒸汽压为，。试采用低压下气液平衡所常用的假设，求（1）液相活度系数和；（2）液相的GE/RT；（3）液相的G/RT；（4）与理想溶液想比，该溶液具有正偏差还是负偏差？解：（1）低压下的气液平衡计算常假设气相为理想气体，此时有 （1） 分 （2） 分（2）用活度系数可将超额Gibbs自由能表示为 （3） 分将式（1），（2）值带入式（3），得GE/RT=0.408 分（