2010-化工热力学期末考试开卷A及答案

1、南京工业大学化工热力学试题（A水平）卷（开）20092010年度第二学期 使用班级化学工程与工艺专业07级 2010.5班级 学号 姓名 成绩二水平考试（共50分）1.（12分）液化气是一种热值很高的理想民用气体燃料，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。我国境内的气瓶在-4060的环境温度下使用，在设计钢瓶结构时已充分考虑钢瓶容积的安全性。当环境温度15、充装的液化石油气刚好达到规定的充装量时，钢瓶内尚有15%的气相空间。以丙烷为主要物质，试计算当环境温度升高到60时钢瓶内的液化气状态（即60时钢瓶内丙烷的汽相体积分率及压力）已知：15时丙烷的饱和液体体积Vl：1.9803L/Kg，饱和汽体体积

2、Vg：61.46 L/Kg；60时丙烷的饱和液体体积Vl：2.3122L/Kg，饱和汽体体积Vg：19.66 L/Kg2(12分)用公式表示二元体系下列性质 之间的关系。3(12分) 在二元溶液A-B中，汽相为理想气体，液相的活度系数由下式表示：lnA=, 已知90时,=1.333105Pa，=9.333105Pa，试求：（1） 当xA=0.2时，汽液平衡的总压是多少？（2） 此溶液能否生成共沸物？为什么？4.（14分）1 kg甲烷由98.06 kPa，300K压缩后冷却到6.667 kPa，300K。若压缩过程耗功 1021.6 kJ，试求（1）冷却器中需要移去的热量；（2）该过程的损失功；

3、（3）该过程的理想功；（4）该过程的热力学效率。环境温度为T0=300 K。已知：98.06 kPa, 300K时 H1= 953.74 kJkg-1，S1=7.0715 kJkg-1K-1。6.667 kPa, 300K时 H2 = 886.76 kJkg-1，S2 = 4.7198 kJkg-1K-1。南京工业大学化工热力学试题（A水平）卷（开）参考答案1.（12分）液化气是一种热值很高的理想民用气体燃料，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。我国境内的气瓶在-40-60的环境温度下使用，在设计钢瓶结构时已充分考虑钢瓶容积的安全性。当环境温度15、充装的液化石油气刚好达到规定的充装量时，钢瓶内

4、尚有15%的气相空间，以丙烷为主要物质试计算当环境温度升高到60时钢瓶内的液化气状态（即60时钢瓶内丙烷的液相体积分率或汽相体积分率及压力）已知：15时丙烷的饱和液体体积Vl：1.9803L/Kg，饱和汽体体积Vg：61.46 L/Kg60时丙烷的饱和液体体积Vl：2.3122L/Kg，饱和汽体体积Vg：19.66 L/Kg1. 假设液化气罐体积为1L（或V升），则当环境温度15时，液体体积为0.85L，气体体积0.15L，1L液化气重量为：比容：液化气罐升温是恒容过程设60时气相空间为x则： 即 60时气相空间为0.235%，液相空间为99.765%此时的压力为60时丙烷的饱和蒸汽压查附录4可知，在312-368K范围内，丙烷的安托因常数分别为：A=6.809431，B=1348.283，C=326.9121或可用R-K 方程解（理论值为：2118KPa）2解：3. 解：（1） （对称方程） （2分） 当组分1的摩尔组成为0.2时 （1分） （3分）（2）方法一： （3分）假若能生成生成共沸物 1 （3分） 1.4731 （1分） 该体系不存在恒沸点。 （2分）方法二： （3分）端点1： （2分）端点2： （2分）是xA的连续系数，当xA=0时， xA=1时，中间不通过点，所以该体系不存在恒沸点。 （2分）4.（14分）解：以1 kg