化工热力学期末试卷.doc

化工热力学试题（B）卷（20032004年度第二学期 化学工程与工艺专业01级，2004.6） 学号 姓名 成绩 一选择题（每题1分）1超临界流体是下列 条件下存在的物质。A 高于TC和高于PC B高于TC和低于PC C低于TC和高于PC DTC和PC 2对理想气体有 A. (H/P)T0 C. (H/P)T=0 3. 混合气体的第二维里系数 A . 仅为T的系数 B. T和P的函数 C . T和组成的函数 D . P和组成的函数 4.某气体符合P=RT/(V-b)状态方程,从V1等温可逆膨胀至V2,则体系的熵变为 A. RTln(V2-b)/(V1-b) B. 0 C. Rln(V2-b)/(V1-b) D. RlnV2/V1. 5.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 , 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。 6.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 7.某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器的出口P,T，现T比原冷凝压力下的饱和温度低了5度，其它不变,则制冷循环 。A.冷量增加，压缩功耗不变 ； B.冷量不变，压缩功耗减少C.冷量减少，压缩功耗减小 ； D.冷量增加，压缩功耗增加 8.二元非理想极稀溶液,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. 9. 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 ,式中B0，B1可由Tr计算出。 A. B=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RT=B0+B1 D. B=B0+B1 10.对气体氩其偏心因子，等于 A. 1 B. 0 C. 2 D. 3 11.混合物中组分i的逸度的完整定义式是 。A. dG(_)i=RTdlnf()i, f()i /(YiP)=1 B. dG(_)i=RTdlnf()i, f()i /P=1C. dGi=RTdlnf()i,fi =1 ； D. dG(_)i=RTdlnf()i,f()i =112.一封闭体系经过一变化，体系从25恒温水浴吸收热量8000KJ，体系熵增25KJ/K，则此过程 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 13.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，V()1=89.99cm3/mol，V()2=111.54cm3/mol，则过量体积VE= cm3/mol。A. 0.24； B.0； C. 0.24 D.0.55 14.按第二定律，无论什么过程体系的熵变 。A.0 B.0 C.=0 D.不确定15.理想气体从同一初态V1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积V2相比 。 A. V2 = V2 B. V2V2 C. V2 V2 D.不确定16.节流效应T-P图上转化曲线是表示 的轨迹。 A.j=0 B. j0 17.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= 。A. niM()i B. xiM()i C. xiM()i D. niM()i18.对无热溶液，下列各式能成立的是 。A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0 C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE19.下列方程式中以正规溶液模型为基础的是 。A. NRTL方程 B. Wilson方程C. Margules方程 D .Flory-Huggins方程 20.戊醇和水形成的二元气液液相平衡状态，其自由度F= 。 A. 0 B . 3 C. 2 D. 1 二填空题（每格1分 ） 1.纯物质 P-V图临界等温线在临界点处的斜率 _， 曲率为 _。 2二元混合物焓表达式为H=X1H1+X2H2+X1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有 H= 。3等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程 X1dln1+_ = _ 。 4.单位质量稳流体系能量平衡方程是 。5.当T, P一定时，非理想溶液混合性质变化 G= 。6.在表格空格处填入合理的性质和关系（每格0.5分） iMM = Xi i ln f ln ln i 三简答题（每题5分）1.偏摩尔性质 2.有效能 3.相平衡准则 4.剩余性质 四综合题1（12分）氨冷凝器用冷却水将气态氨冷凝为液氨，冷凝器进出口参数： 氨进口：383k，1.2MPa，H1=1897kJ/kg，S1=9.010KJ/（kg.K） 氨出口：305k，1.2MPa，H2=565.2kJ/kg，S2=4.689KJ/（kg.K） 水进口：293k，0.1MPa，H3=84.10kJ/kg，S3=0.297KJ/（kg.K） 水出口：303k，0.1MPa，H4=125.81kJ/kg，S4=0.435KJ/（kg.K） 假设冷凝器与周围环境无热交换，环境温度T0=298K。试求：（1） 冷凝1Kg汽氨耗用冷却水量（4分）；（2） 冷凝1Kg汽氨总损耗功（8分）。 2.（12分）.设一制冷能力（冷冻量）为41800 kJ/h带节流阀的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15C，冷凝温度25C ，过冷度为5C 。假设压缩机绝热不可逆运行，其等熵效率为80%。求（1）在TS图上表示此循环过程；（3分）（2）每小时制冷剂的循环量（3分）（3）压缩机功耗；（3分）（4）循环制冷系数。（3分）（已知压缩机进口处氨的焓为1644 kJ/kg，如果经可逆绝热压缩出口处氨的焓为1866 kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是 514.6 kJ/kg.） 3.（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：如G=0 （1）饱和液体节流膨胀；（3分） （2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分） （3）从临界点开始的等温压缩；（3分） （4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。（3分） 4.（14分）乙醇（1）苯（2）体系45C下达汽液平衡时，P=302mmHg，x1=0.616，45C下蒸汽压Ps1=172mmHg，Ps2=222mmHg。气相可视为理想气体，此体系可用GE/RT=Cx1x2式关联,C为常数,求（1） ln1和ln2表达式；（6分）（2） 45C下此体系是否存在共沸物？如存在，试计算恒沸点组成和恒沸点处平衡蒸汽总压。（8分） 设C=1.74 。 化工热力学试题（B卷）解答：（2004.6.）选择题 1234567891011121314151617181920ACCCBBAACBACADBADDCD 二.填空1. 0 ,0 2. H =X1X2， 3. X2d2 , =0 4. H+1/2u2+gZ=Q+WS5. G=RTxiln（i xi） 6.iMM = Xi iln(f()i/xi)ln flnf=xiln(f()i/xi)ln()iln ln=xiln()Iln iGE/（RT）GE/RT=xilni 三、名词解释1、 偏摩尔性质：在给定的T，P和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列热力学性质的变化。2、 有效能：体系从所处的状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界作出的最大有用功称为该体系在该状态下的有效能。3、 相平衡准则：各相的温度、压力相同外，各相中各组分的分逸度（化学位）必须相等。4、 剩余性质：气体在真实状况下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于理想状态下热力学性质之间的差额。 四 综合题1.第一定律，Q=0，W=0，H=0，1*（1897-565.22）=G水（125.81-84.1） G水=31.93kg氨冷凝器作孤立体系， SL=G水S水+1*S氨 =31.93（0.435-0.297）+（4.689-9.010）=0.0853kJ/kg氨冷凝水 WL=T0SL=298*0.0853=25.41 kJ/kg氨冷凝水 2.2TS2541431） 如左图 3. (1) H=0 (2) S=0 (3) T=0 (4) P=0 4.（1）lnr1=(nGE/RT)/ nT,P,n2=cx22,同理lnr2= cx12lnr1=ln(y1P/x1P1s)=ln(y1*302/0.616*172)=ln(2.8503y1)=c x22=c*0.3842=0.1475clnr2=ln(y2P/x2P2s)=ln(y2*302/0.384*222)=ln(3.5426y2)=c x12=