化工热力学习题集附答案

1、欢迎共阅A仅是T的 B是T和P的 C是T和V的D是任何两强度性质C.无穷 D.只需要理想气项体方程模拟题一一.单项选择题（每题1分，共20分）本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表：1.T温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时， 则气体的状态为（C）A.饱和蒸汽B.超临界流体C.过热蒸汽2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A ）A. PsTB. PsTB. PsTC. =PsT4.纯物质的第二virial系数B（ A ）函数函数函数的函数c I X. ；5.能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（A ）A.第三 virial 系 B.第二 viri

2、al数系数6.液化石油气的主要成分是（A ）欢迎共阅A.丙烷、丁烷和少量的戊烷B.甲烷、乙烷C.正己烷7.立方型状态方程计算V时如果出现三个根，则最大的根表示(B )欢迎共阅俘1IcX AB.C. M R =M -M11.下面的说法中不正确的是（A）纯物质无偏摩尔量 的函数。B. M R =M -2M*-| I 1,I -zIj . / HD. M* 詡 M R I.J 丿/ Ji1 I B )(B)任何偏摩尔性质都是T，Pb. X1dln ddX 2+ X2d. XGIn (dX 1 -X2A.饱和液摩尔体积B.饱和汽摩尔体积C.无物理意义8.偏心因子的定义式（A ）9.设Z为x, y的连续

3、函数，根据欧拉连锁式，有（ B ）D. ：Z ：y:y : X 八：X Z , ： Z x10.关于偏离函数MR，理想性质M*，下列公式正确的是（C ）（C）偏摩尔性质是强度性质。（D）强度性质无偏摩尔量12.关于逸度的下列说法中不正确的是（D）（A）逸度可称为 校正压力”。（B）逸度可称为 有效压力”。（C）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。（D）逸度可 代替压力，使真实气体的状态方程变为 fv二nRT。 （E）逸度就 是物质从系统中逃逸趋势的量度。13.二元溶液，T, P定时,Gibbs Duhem方程的正确形式是11（C）.a. X1dln YdX 1+ X2dln 2/dX2 =

4、0 din 2/dX 1 = 0c. X1dln r/dX 1+ X2dln 2X1 = 0 din 2/dX1 = 0A.I伙丿y 丿Z I逻）x欢迎共阅14.关于化学势的下列说法中不 正确的是（A ）A.系统的偏摩尔量就是化学势？?？B.化学势是系统的强度性 质欢迎共阅A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将：（B ）A.增加B.减小C.不变D.不一定AAB. dGi=RTdInf i, lim fAAD. dGi=RTdInfj, lim fi =1C.系统中的任一物质都有化学势？?？ D.化学势大小决定物质迁 移的方向?15.关于活度和活度系数 的下列说法中不正确的是（ E

5、）（A ）活度是相对逸度，校正浓度，有效浓度；（B）理想溶液活度等于其浓度。（C）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D）任何纯物质 的活度均为1。i是GE RT （ E）的偏摩尔量。16.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若17.下列各式中，化学位的定义式是（18.混合物中组分i的逸度的完整定义式AAA. dGi=RTdInfi,lim f /（Y iP）=1/P=1AC. dG=RTdl nfj, 1(叫 =1；19.关于偏摩尔性质，下面说法中 不正确的是（B ）A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关B.偏摩尔焓等于化学位C .偏摩尔性质是强度性质D.偏摩尔自由焓等欢迎共阅A. G

6、= RT 刀Xn XiAB. G = RT 刀Xn a iC. = RT 刀Xn 丫D. G = R XlXXi于化学位20.下列关于关系式正确的是（B ）、填空题欢迎共阅1.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于_零_ _，数学上可以表示为 _和欢迎共阅11.1.0,=0 ,=02.3.dU 二 dQ dW ,4.H=U+PV, A= U-TS, G=H-TS5. dU二TdS - pdV , dH=TdS Vdp , dA= -SdT - pdV ,dG= -SdT Vdp6.傷】稠V ；cS8. x1 d In 19.理想10.8.等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系+

7、x2d In 2=0。9.超额性质的定义为在相同温度、压力及组成条件下真实溶液性质溶液性质之差。10.二兀混合物的焓的表达式为H =捲比 X2H2丄：朴2，则填空题|0r 0 丄-7 1,Z , z 二 z z ,7. 0, 0,R xi In xi , RT xi In xii出=出；H2 =H偏摩尔性质（MJ溶液性质（M）关系式（M =送Mi）Z欢迎共阅11.HIn f欢迎共阅In tpIn ?i M二、是非题1.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。()2.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子I 1Z=1,实际

8、气体的压缩因子Z1()* I I3.纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的TJ .心厶 ”,1!摩尔体积随着温度的升高而减小。(V )4.纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。()5.若用X表示蒸汽的干度，则该蒸汽的焓H =Hsv (x) Hsl x。()6.逸度是一种热力学性质，溶液中组分i分逸度与溶液逸度的关系nfm=Xjf?。() 5i 1c. 汽）? （D）无法确定8.关于热力学基本方程 dU二TdS-pdV,下面的说法中准确的是（D ）。?（A） TdS是过程热? （B）pdV是体积功？（C）TdS是可逆热?（D）在可逆过程中，pdV等于体积功，TdS即为

9、过程热9.关于化学势的下列说法中不正确的是（A ）。A.系统的偏摩尔量就是化学势？?B.化学势是系统的强度性质C.系统中的任一物质都有化学势？?？ D.化学势大小决定物质迁移的 方向10. 关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是（E ）。（A ）活度是相对逸度，校正浓度，有效浓度；（B）理想溶液活度等于 其浓度。（C）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D）任何纯物质 的活度均为1。（E）i是GE RT的偏摩尔量。11.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若 A 欢迎共阅的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将（B ）。A.增加 B.麦克斯韦减小 C.不变 D.不一定欢迎共阅

10、pV应是(C )(c) -R/P ;(d) R/T）X。”（每题0.5分，共5；：（nU）12.关系式的主要作用是（C ）。?（A）简化热力学变量的计算；（B）用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数的偏微商；（C）用易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商；（D）便于用特性函数表达 其它热力学函数13. 下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？（ A ）A. （ T/ V）S = ? （ :V/：S）pB. ? （ :T/：p）s = （ :V/：S）pC （ ?STV）T = ? （ ?p/T）vD ? （ ?S/?p）T = -（V/?T）p（笛14.对1mol理想

11、气体，（a） R/V ; （ b） R ;15.J列各式中）化学势的定义式是rnG） Aa. H =r P,nS,njb.=r nV,nS,nj二、下列判断题正确者用“V；不正确者用“ 分）C. h三色fAjp,d.店三亘巴丁2片6iCHi1、热力学来源于实践一一生产实践及科研实践，但它同时又高于实 践，热力学的一致性原则，常可考查（验）出科研或实践中引出的错 误认识并加以纠正。（V ）2由三种不反应的化学物质组成的三相 PVT体系，达平衡时仅一个自由度。（）3.任何真实气体的性质可用同温同压下，该气体的剩余性质和理想气 体性质的总和计算。（V ）4.在T-S图上，空气和水蒸气一样，在两相区内

12、等压线和等温线是 重合的。（）、飞 GEI5.超额吉氏函数与活度系数间的关系有|- 1=RTI ng。L *niT,P,n k欢迎共阅（V）6. 符合Lewis-Randall规则的溶液为理想溶液。（）7.只有偏摩尔吉氏函数与化学势相等，所以 叫珂32是最有用ni的(V)8当取同一标准态时，溶液的超额热力学性质有AHE=HE。（V）9.理想溶液中溶液的超额吉氏函数 GE =0，所以组分的活度系数i =0。（）10. 当T、P 一定时，溶液中组分i的活度系数？.0 （?为组分i 的组分逸度系数，i0为纯组分i的逸度系数）。（V ）一 单项选择题1A 2D 3D 4B 5D 6C 7A 8D 9A

13、 10E11B 12C13A14C15A二、判断题：1V 2 x 3V 4 x 5V 6 x 7V 8V 9 x 10V三、填充题：hLewis-Randall 定则，Henry 定则2. dU=TdS PdV; dH =TdS + VdP; dA = PdV SdT; dG 二VdP SdT=十、|3.0,0,一亞 XjlnXjRT xi lnxi欢迎共阅三、填充题（每空1分，共25分）：1.逸度的标准态有两类，1）以为规则，2）以为规则，请举例说明1） _2） _。2写出热力学基本方程式 _ 一 _ _; _ _ I I_ _?3. _对理想溶液， H=, V=, S=_ G =。4.对应

14、态原理是指 _O三参数对应态原理中三个参数为 _。普遍化方法分为 _ 和 _两种方法； 用普遍化方法可以计算_、 _、_和_性质。5、活度的定义；活度系数的定义。Ji6、偏离函数的定/牟；门丁1 y 1;义0h 1;.。7、混合性质变化的定义。欢迎共阅8超额性质的定义。9、偏心因子的定义。四、简答题（共20分）1化工热力学的研究特点是什么？ （4分）2.液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷、乙 烷或正己烷，试用下表分析液化气成分选择的依据。（4分）物质Tc , CPc , atmTB, C燃烧值，kJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08

15、-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5止烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.43.从热力学角度解释，超临界萃取技术为何常选 CO2作为萃取剂？ （ 4 分）欢迎共阅i广。4简述纯物质P-V图上点、线和区域的意义（用图说明），并写出临 界等温的数学特征。（8分）五、计算题（共35分）：1、已知50C时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3 g-1，求单位质 量的H、S和G函数各是多少？（ 10分）50C时水的饱和汽、液相性质性质M饱和液相MI饱和汽相MgV /3-1cm .g1.0

16、12112032U / J g-1209.322443.5H / J1209.332382.7S / J g-10.70388.07631K-1-_、li y?2. 25C, 0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V =40 12X1 10X12（cm3 /mol）.式中 X1 为组分 1 的摩尔分数,V为溶液的摩尔体积.求，LewisRandall 定 则.（10 分）3、已知某二元溶液的活度系数模型势X：； 并已知 In 訂=A + B ,ln f： = AiI -I其 中A,B,C仅是T,P的函数。求InY2,GE/RT,In?,In代,lnf。（均以Lewis-Ra n

17、dall规则为标准状态。）（15分）欢迎共阅模拟题三一、选择题1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是( C )A.可以判断新工艺、新方法的可行性；B.优化工艺过程；C.预测 反应的速率；D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据，用少量实验数据 推算大量有用数据；E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。2、纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此 物质的状态为(D )。A .饱和蒸汽B.饱和液体C.过冷液体D.过热蒸汽3、超临界流体是下列(A )条件下存在的物质。A.高于Tc和高于PcB.临界温度和临界压力下.I1C.低于Tc和高于PcD.高于Tc和低于

18、Pc4、对单原子气体和甲烷，其偏心因子 3，近似等于(A )。A. 0 B. 1C. 2 D. 35、 关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是(B )(A )研究体系为实际状态。(B)解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。(C)处理方法为以理想态为标准态加上校正。(D)获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。欢迎共阅(E)应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。6、 关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ C ）A.判断新工艺的可行性。B.化工过程能量分析。C.反应速率预测。D.相平衡研究7、（1.5 分）0.1Mpa ,400K的 N2lkmol体积约为（D ）A 332

19、6LB 332.6L C 3.326LD333.26m8下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是（A ）I !33A 8.314 10 Pa m /kmoi KB 1.987cal/kmol K3 1 I ,C 82.05D8.314J/kmol K9、 纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（B ）。A. -1 B. 0C.1 D.不能确定10、对理想气体有（C）。Pif11、对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（A ）。A . dH = TdS + VdpB. dH = SdT + VdpC. dH = -SdT + VdpD. dH = -TdS -Vdp欢迎共

20、阅cS12、对1mol符合P=RT/（V-b）状态方程的气体，（W）T应是（C ）A.R/V ; B.R ; C. -R/P ; D.R/T。13、 当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于（D ）。A.零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT欢迎共阅A.能B.不可能C.还缺条件14、不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？ ( A )15、对 ImolVan der Waals气体，有(AA. (?S/?V) T=R/(v-b)B. (?S/?V) T二-R/(v-b)C. (?S/?V) T=R/(v+b)D. (?S/?V) T=P/(b-v)16、纯物质临界点时，其

21、对比温度Tr( D )。A. = 0B. 0D. =117、 当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积(P)趋于:Da.零b. 无限大 c.某一常数d. RT18、 下列各式中，化学势的定义式是(A)19、 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是(B)(A)纯物质无偏摩尔量。(B) T, P定，偏摩尔性质就一定OP 江 jl(C)偏摩尔性质是强度性质。(D)强度性质无偏摩尔量。20、对无热溶液，下列各式能成立的是(D )。A. SE=0,VE=0B. SE=0,AE=0C.GE=0,AE=0D.HE=0,GE=-TSEI i21、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是( C )。欢迎共阅F=A

22、. NRTL 方程 B. Wilson方程 C. Margules方程D .Flory-Huggi ns 方程22、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度(B欢迎共阅A. 0 B. 1C. 2 D. 323、 在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（A ）。24、对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简 化为（D ）。SSSA. yi f 二 Xi p B.yi p 二丫 i Xi p C . y i p = Xi p i D.Syi p = x i p i25、 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（B）A .纯物质无偏摩尔量。B. T, P定，偏摩尔性质就一

23、定。C.偏摩尔性质是强度性质。D.偏摩尔吉氏函数等于化学势。26、关于理想溶液，以下说法不正确的是（B ）。A.理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。B.符合Lewis-Ra ndall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。D.理想溶液所有的超额性质均为0。27、等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A 浓度的减小而减小，则B的偏摩尔体积将随A浓度的减小而（A ）A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定28、苯（1）和环己烷（2） 在303K, 0.1013Mpa下形成XE.9溶液。 此条件下 V1=89.9

24、6cm3/mol, V2=109.4cm3/mol, V =89.99cm3/mol, V2 欢迎共阅=111.54cm3/mol，则超额体积 VE二（A ） cm3/mol。A. 0.24B.0C. -0.24欢迎共阅A. G i = aC. Gi - ILVnG /rni T,p,njB dGi=Vdp-SidTD. Gi -盯：nG /：= T,nB. XiM iD. 7 niM idGi = RTd ln ?,lim ?/(YP) =1A.P _dG =RTd ln f?,lim f1C.p=0B dGj = RTd ln ?,lim ?/ P =1 dG 二 RTd ln ?,lim

25、 ? =1D.p=032、二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（h /A )。B. Lewis-Ra ndll 规则29、下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（ D ）30、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,A. ni M inM= ( D )。C. XiMi31、混合物中组分i的逸度的完整定义式是（AA.Henry规则和 Lewis-Randll 规则.和He nry规则.C.拉乌尔规则和 Lewis-Randll 规则.D. Lewis-Randll 规则和拉乌尔规则.fl33、 下列化学势a和偏摩尔性质关系式正确的是（C ）A . a= H iB. a= v

26、 iC. a=GiD.a=A i34、Wilson方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下说法不正确的是（D）。A.引入了局部组成的概念以及温度对 丫 i的影响，因此精度高欢迎共阅B.适用于极性以及缔合体系。C.用二元体系的参数可以推算多元系。D.适用于液液部分互溶体系欢迎共阅35.等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中(B )。A.足够多的实验数据B.C. (ln 丫 J / P T,0D.(In Y i) / T P36、气体经过稳流绝热膨胀,对外作功，如忽略宏观动能，位能变化,无摩擦损失，则此过程气体焓值 B37、A.38、A)A.增加 B.减少C.不变节流效应T-P图上转化

27、曲线是表示 A的轨迹。a j=0B. a j 0理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作 D _膨胀等温 B）等压 C)等焓 D )等熵39、不可逆过程中孤立体系的（DA.总熵是增加的，也是增加的B.总熵是减少的，诙也是减少的C.总熵是减少的， 但 是增加的D.总熵是增加的,减少的40、卡诺制冷循环的制冷系数与（B）有关。A.制冷剂的性质B.制冷剂的工作温度C.制冷剂的循环速率D.压缩机的功率欢迎共阅欢迎共阅41、Rankine循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成。（A ）A）正确 B）错误42、蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间，冷凝器置于低温空间。（B ）A）正确 B）错误43、

28、稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T。，而与具体的变化途径无关。（A ）护i：A）正确 B）错误44、要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学 效率进行计算和热力学分析。（A ）A）正确 B）错误45、能量是由火用和火无两部分组成。（A ）I1A）正确 B）错误46、 关于制冷原理，以下说法不正确的是（D ）。A.任何气体，经等熵膨胀后,温度都会下降。B.只有当0，经节流膨胀后，气体温度才会降低（C.在相同初态下，等 熵膨胀温度降比节流膨胀温 度降大D.任何气体，经节流膨胀后，温度都会下降。47、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

29、分蒸汽（B ）。欢迎共阅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48、 一封闭体系经过一变化，体系从25C恒温水浴吸收热量8000KJ, 体系熵增25KJ/K，则此过程是(C )。A.可逆的B.不可逆的C.不可能的49、关于制冷循环，下列说法不正确的是(C )。(A)冬天，空调的室外机是蒸发器。(B)夏天，空调的室内机是蒸发器。*i I I 】厂 r(C)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的。(D)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。50、 对于蒸汽动力循环要提高热效率，可采取一系列措施，以下说匚、.弋I1法不正确的是(

30、B)。(A)同一 Rankine循环动力装置，可提高蒸气过热温度和蒸汽压 力I i - I.(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。51、 体系经不可逆循环又回到初态，则热温熵的循环积分(A ) o欢迎共阅A 052、同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率( B ) oA.相同B.低C.高D.不一定53、对膨胀作功过程，等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与 可逆绝热过程的作功量之比。（A ）A）正确 B）错误54、提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率。（

31、A ）A）正确 B）错误55、 气体从高压向低压作绝热膨胀时，膨胀后气体的压力温度必然降*i I I 】厂 r低。（A ）A）正确 B）错误r1 IJ 二、填空题1、（2分）在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称。I）2、（2分）常用的8个热力学变量P、V、T、S、h、U、A、G可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实 验直接测定，因此需要用将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。3、 （2分）纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率 _，欢迎共阅曲率为 _。4、（2分）麦克斯韦关系式的主要作用5、 （2分）描述流体PV咲系的立方型状态方程是 _

32、三次方的 物态方程。6、（2分）剩余性质的定义是AM =_。7、（2分）理想溶液的过量性质ME等于_。8 （6分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因 此它们混合时会形成 _溶液，它们的I 1 H= _ V= _9、（2分）二元混合物容积表达式为V=XiV什X2V2+aXX2,如选同温同 压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有 V= _。10、（4分）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 Xdln Y+_ 二 _。门. 弋 P11、 （2分）溶液中组分i的活度系数的定义是Y i= _。12、 （2分）对封闭体系，单位质量能量平衡

33、方程式是 _,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是 _.13、（2分）孤立体系的熵增表达式是 _14、（2分）一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 环境基态完欢迎共阅全平衡 _时，此过程理想功。15、 （2分）稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 _所 引起的。16、 （2分）纯物质T-S图两相区水平线段（结线）长度表示 汽化熵_ 大小。17、 （2分）能量平衡时以热力学第一定律_为基础，有 效能平衡时以热力学第二定律为基础。2、（1 分）X3、（1 分）V4、（1 分）X5、（1 分）X6、（1 分）X7、（2 分）V8 （2 分）X9、（2 分）X10、（2 分）V.二吕 411、（2

34、 分）X| | _） 三、判断题1、（1分）一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。（） % . Y I12、（1分）在T S图上，空气和水蒸气一样，在两相区内，等压线和等温欢迎共阅线是重合的。（）3、（1分）由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。（）4、（1分）二元共沸物的自由度为2。（）5、 （1分）理想溶液各组分的活度系数和活度为1。（）6、（1分）逸度也是一种热力学性质，溶液中组分i的分逸度与溶液逸度nIn f xi ln ?的关系为7、（2分）冬天，使室温由10C升至20C,空调比电加热器更省电。（ ）8 （2分）对不可逆

35、绝热循环过程，由于其不可逆性，孤立体系的总熵 变大于0。（）9、（2分）理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以 完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小 功，因此理想功就是可逆功，同时也是 的负值。（）10、（2分）损失功与孤立体系的总熵变有关，总熵变越大，损失功越*i I I 】厂 r大，因此应该尽量减少体系的不可逆性。（）11、（2分）理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以 完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小 功，因此理想功就是可逆功，同时也是 的负值。（）四、名词解释|1欢迎共阅1、（5分）偏离函数2、（5分）

36、偏心因子3、（5分）广度性质4、（5分）R-K方程（Redlich -Kwong 方程）5、（5分）偏摩尔性质6、（5分）超额性质7、（5分）理想溶液8 （5分）活度五、简答题欢迎共阅1、（8分）简述偏离函数的定义和作用。2、（8分）甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于 液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是 丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值TCPc, atmTBkJ/g甲烷-82.62 45.36-161.4 55.65乙烷32.1848.08-88.65 52.0丙烷96.5941.98-42

37、.15 50.5正丁151.937.43-0.549.6烷-1正戊196.46 33.3236.0549.1烷正己234.429.8068.7548.4烷3、（6分）工程上常见的汽液平衡问题有哪些类型？4、（6分）相平衡的热力学一致性检验5、（6分）卡诺定理的主要内容是是么？6、（6分）如何利用热力学第一定律测量湿蒸汽的干度?欢迎共阅7、（6分）什么是理想功、损失功？欢迎共阅(1)Hi, H2； (2)H&H齐(3) H 1，H2； (4) AH ； (5)* ( 15 分)六、图示或计算题1、(20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

38、(1)饱和液体节流膨胀;(2)饱和蒸汽可逆绝热膨胀;(3)从临界点开始的等温压缩;(4)过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体(压力变化可忽略)。2、(15分)25C, O.IMPa下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔 焓为H =600- 180XL 20X13 (J /mol).式中X1为组分1的摩尔分数, 标准态按Lewis-Randall定则计算，求3、(15分)已知某含组分1和2的二元溶液，可用ln行AX22, l n 2YAX12关联，A可视为常数，60C下达汽液平衡时能形成共沸物，现.弋I1测得60C下 YI 14.7, P1S = 0.0174MPa, P2S = 0.0667MPa,

39、设汽相可视为理想气体。试求: .(1)GE表达式；(2)A值；(3)60oC下恒沸点组成和平衡蒸汽压。4、(15分)某动力循环的蒸汽透平机，进入透平的过热蒸汽为2.0MPa, 400C,排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽，若要求透平机产生3000kW 欢迎共阅功率，问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少？其热力学效率是等熵 膨胀效率的多少？假设透平机的热损失相当于轴功的5%。欢迎共阅I r-5、（15分）试比较如下几种水蒸汽，水和冰的有效能大小。设环境温度为298K。0.15MPa, 160C,过热蒸汽；0.3MPa,160C,过热蒸汽；0.07MPa, 100C,过冷蒸汽；100 C，饱和蒸汽

40、；O.IMPa, 100C，饱和水；0.1MPa, 0C,冰。欢迎共阅模拟题四二.填充题（每空1分，共13分）：1纯物质T S图的拱形曲线下部为 _区。2.定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与 _成完全平衡状态时，此过程的理想功。3.纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于-。4.溶液中组分i的活度系数的定义是 丫 i11,= _-5.单位质量稳定流动体系能量平衡方程_,对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 _对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为 I1 2 3 4 5C I 、_1、（12分）化工生产中需O.IMPa, 80C热水用于设备保温，此热 6

41、.在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质三.名词解释题（每题4分，共20分）：1偏心因子2相平衡准则3超额性质4偏离函数5理想溶液四. 计算题欢迎共阅水由0.2MPa, 175C水蒸汽通入O.IMPa, 20C冷水在热水槽中混合得 到。请计算：（1）制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽？ （4分）（2） 此混合过程理想功和损失功各是多少（按1吨热水计）？ （ 4分）（3） 如果用0.1MPa 95C热水代替水蒸气制备O.1MPa 80C热水， 那么损失功又是多少（按1吨热水计）？ （ 2分）（4）比较（2）和（3）的结果，哪一个损失功小？为什么？（2分）设混合过程热损失可忽略，环境温度是 20

42、C。有关数据列于下：热水（80C ）热水（95C） 冷水（20C） 水蒸 气（175C）H （kJ/kg ）334.91397.9683.962819.7i）S （kJ/ （kg K） ）1.07531.25000.29667.39312、（12分）有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h，氨 蒸发温度是243 K,蒸发器出口的氨饱和蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K过冷到298K再经节流伐等焓膨 胀后回蒸发器。问：（1）如果压缩机进、出口处氨的焓分别是 1644kJ/kg和1966kJ/kg , 冷凝器出口过欢迎共阅I r-冷氨的焓是540kJ/kg ,试求压缩机的理论功率和装

43、置的制冷系数。（5 分）（2）如果将氨的蒸发温度调整到253K压缩过程仍为可逆绝热压缩， 其余条件不变，试问压缩机的理论功率有何变化，为什么？此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg和1912kJ/kg。（ 3分）（3） 在T-S图上标出（1）、（ 2）二循环过程。（4分）欢迎共阅模拟题五1、 热力学性质表，则需要个独立状态参数的已知条件。2、经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵 c 。3、体系中物质i的偏摩尔体积Vi的定义式为:IIB、C、Vi = T,p,nj k4、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以A、提咼初压B、提咼初温C、降低排汽压力D、米用回热5、流体（Ti、Pi

44、）经节流膨胀后，流体的温度必 DA、不变B、下降 C、增加前三者都可能。一、选择题水处于饱和蒸气状态，其自由度为_b，如要查询水的饱和蒸气D. 3A、增大B、减小 C、不变 D、可能增大，也可能减小6、范德华方程与R-K方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V值A、饱和液体体积B、饱和蒸汽体积C、无物理意义D饱和液体与饱和蒸汽的混合体积是BO欢迎共阅D、不能确定。7、可以通过测量直接得到数值的状态参数是C _A、焓 B 、内能C、温度 D、熵 8有一机械能大小为1000KJ,另有一恒温热源其热量大小为1000KJ,则恒温热源的热火用_B_机械

45、能的火用。A、大于 B 、小于 C 、等于D、不能确定9、冬天要给-10 C房间供热取暖，消耗500W的功率给房间供热，采 用可逆热泵循环、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量*i rill多？ A- - h ；/A.前者B.两者相等C.后者 D.没法比较。J ” / JI I x10、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同A、大于20 B、小于20 C、等于20 厂 RT aP =-V -b T柑O5但 +b)11、某真实气体符合状态方程b为的常数,则当该气体进行绝热膨胀时，膨胀后气体的温度_B _A、升高 B 、降低 C 、不变 D 、不能确定的终态。其中已知一个可逆

46、过程的工质熵变为20KJ/ (kg.K),另一个不可逆过程的工质熵变 C KJ/(kg.K )。欢迎共阅12、对于流体混合物，下面式子错误的是 D _A、M XimMiB H-Ui pVi欢迎共阅C理想溶液的Vi =V Ui =5D理想溶液的Si-、填空题SiGi =Gj1.B 2 . C3 .D4.B5. D 6 . B7 . C8B9. A10C11.B12 . D_、填空题1.偏摩尔性质（呵）溶液性质（M）*二二厂1 Q-2错 3不能 4正确ln1 I I 11 * 1 1、1 1 iy-5.错6 .错7.-10In为-8.-活度系数法，状态方程法9.减少10.11.5/ 1_ 111.

47、大于、大于.12.升高二、填空题1、填表:偏摩尔性质（冈）溶液性质（M） 1,In wIn幷2、 计算逸度系数的公式Inf （Vi -RT）dP仅适用于气体组份，而不能用于液相或固相组份。则该论述是 _ （作出是非判断）3、某气体温度为150C，其临界温度为126.20K，给气体加的压力P欢迎共阅足够大，则气体_被液化。（作出“能/不能”的判断）欢迎共阅（填入“不变”或“下降”或“升高”）4、 理想气体有f = P，而理想溶液有 ?八。_ （作出是非判断）5、 在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率是可以达到100%。则该论述是_ （作出是非判断）6、 常温常压下，将10cm3液

48、体水与20 cm3液体甲醇混合后，其总体I 厂 J I积=30 cm3。则该论述是（作出是非判断）7、 氮气在封闭的气缸内经历不可逆过程，内能减少20kJ，对外作功10kJ，则此过程中工质与外界交换热量 Q =kJ 。8汽液相平衡的计算方法有 _和 _两种方法,前者适用于低中压体系，后者适用于高压体系。9、 给冷流体T2加热至预定的工艺温度，采用换热器进行间接传热，当热流体温度T1减小，即传热温差（T1-T2）减小，则流体有效能 的损失。（作出“减小/增大/不变/与传热温差无关”的判断）10、封闭体系中的1mol理想气体，由p i =10 bar、v 1 =0.4m 3可逆y- 7（i定温膨胀

49、到 v 2 =0. 8m 3，贝S= _ KJ/（mol.K）。I_;11、 当过程不可逆时，孤立系统的 S总 _0,工质的 S产生_0。12、在门窗紧闭房间有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱大门就有一股凉气扑面， 使人感到凉爽。通过敞开冰箱大门，则房间的温 度将会。欢迎共阅三、分析说明题在热功转化的实际热机循环中，将 5Mpa 40C水在锅炉中定压加 热到400C的过热蒸汽。（1）计算其过程的焓变。工程中常采用水的热力学图或表来查 询过程始态和终态的焓值进行计算。现技术员小张使用不同来源的水蒸汽表或图（均是正式的权威出版物，数据可 靠）查到同一状态点的焓值h值竟相差较大，为什么？工程中使用热力

50、学性质图、表来求解热力学过程的焓变、熵 变时要注意什么问题。（2）请自行给出已知条件，计算工质在锅炉所吸收的热量Q。（答 题时只需给出解题的步骤和方法，不必给出具体结果）四、应用及计算题1、已知50Kg的丙烷气体，需要在137C、5Mpa的条件下贮存。欲设计一个压力容器，请提供该容器的体积设计参数。 请分别 据两种方法进行计算：（1） 普遍化三参数压缩子法（2） 真实气体状态方程法说明：答题时只需给出解题的步骤和方法，不必给出具体结果。注意：公式中每一参量必须作出说明：根据已给条件，直接代入公 式中每一参量的具体数值和单位必须作出说明，而在计算时已知条件不足的均须自行补充说明（其中a和b不必列

51、出公 式）。否则相应步骤的得分值为 0。2、某纯物质B由1 .013Mpa, 453K的饱和蒸汽变为 4 .052Mpa, 653K 的过热蒸汽。（1）试设计以偏离函数为基础的计算过程厶 H的路径框图，并写出各步骤的计算过程的焓变及厶 H总表达式；列出所用到的主要公式，不需算出最后结果。（2）简要说明计算过程 H为何 要引入偏离函数的概念。（假设已知理想气体的Cp= a+bT+cT2,偏离焓HR）。设丙烷符合R-K方程P二RT-b欢迎共阅3、某二元低压体系，组分的结构差别较大，其超额自由焓的表达式为GE/（RT）=2X1X2，某温度下，该体系纯组分的饱和蒸汽压分别为:P1s = 82.37kP

52、a,P2s = 37.31kPa请进行如下计算：(1)列出汽液平衡关系式；(2)求组分1、组分2的活度系数与组成的关系;(3)求该温度下体系的p-Xi-yi关系式；欢迎共阅1. _C 2 . _A 3_C_ 4.D_5. _A_ 6 . _C、匸 7 . _C二、填空题1.偏摩尔性质（呵）溶液性质（M）Il 1 .1 .1、RInK方程、P R方程等是实lnf用的立方型方程，对于摩尔体积V存在二个实根或者一个实根，当存在一个实根V值（其余二根为虚根）时,V值是C 。A、饱和液体体积B、饱和蒸汽体积C、过热蒸汽D过冷液体2、 热源温度为1200K，环境温度为300K，高温热源提供热量1000J

53、中的无效能为AJ。A、250 B 、750 C、300 D、400、 11I 3、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同一、选择题一、填空题模拟题六模拟题六8. B 9. A10. B 11. A 13 . A欢迎共阅的终态。其中已知一个不可逆过程的工质焓变为50KJ/kg，而另一个可逆过程的工质焓变 C KJ/kg 。A、大于50 B、小于50 C、等于50 D、不能确定。4、 混合物体系中物质i的偏摩尔焓H；的定义式为：_D_。欢迎共阅B、c、.:H iT, p,rij L5、 以下A措施，即提高蒸汽朗肯循环的热效率，又提高汽轮机出口乏气的干度。A、提高汽轮机进汽温度 B

54、、提高汽轮机进汽压力C、提高汽轮机乏汽压力D、降低汽轮机出口乏汽压力6、水处于过热蒸气状态，其自由度为C ，如要查询水的过热蒸气热力学性质表，则需要C个独立状态参数的已知条件。*iillA、0 B、1 C、2D、37、 经历一个实际热机的循环过程，体系工质的熵变C 。A 0 B、0,也可能 08传热速率的单位，不正确的是B。A KJ/h B 、KW C、KJ/s D、J/h9、下列论述错误的是 A。A.P-R方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。B.R-K方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。C.活度系数可以大于1也可小于1。 D.压缩因子可以大于1也 可小于1。Xj i10、 若

55、分别以某一真实气体和理想气体为工质在两个恒温热源T1、T2之间进行卡诺理想循环，试比较这两个循环的热效率。B_欢迎共阅A .前者大于后者B.两者相等C.前者小于后者 D.没法比较。11、在相同的初态（T0, P。）和膨胀压力（P）的条件下，等熵膨胀 与节流膨胀两种方案相比，哪种方案的降温大？A 。欢迎共阅B、 H U i PV iC理想溶液的ViU i =UiA、前者 B 、后者 C、两者相同 D、两者没有可比性12、对于流体混合物，下面式子错误的是AD 理想溶液的 Hi 二 HjGi =GjSi =Sj二、填空题1、填表:偏摩尔性质(MJ溶液性质(M)fX ,、8In j.- .In f2、

56、对于热力学关系式dH =CpdT V -T( V)pdp仅适用于气体组份，而不能用于液相或固相组份。则该论述是(作出是讥一一 f.I.非判断)3、采用普遍化压缩因子关系式或普遍化维里系数计算剩余焓，确定 y 11.减少 12.错4、当湿蒸汽的干度 x = 0时，工质全部为 _状态5、某气体温度为t C,其临界温度为tJC，给气体加的压力P足够大，则气体能被液化的温度条件是 _。A欢迎共阅6、热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆。其 论述是 _ （作出是非判断）7、 在_相区，压力和温度对其容积性质的影响很小。8不能通过测量直接得到数值的状态参数 有。 I r- 1 |”（焓、温

57、度、熵、压力、内能、体积）9、 封闭体系1mol某气体，由p i =1Mpa、v 1 =0.1m 3定温膨胀到v 2 =0. 4m 3,贝S S =KJ/（ KmoL.K ）。 i si 1 s IJ I ； . / ； /10、 放热不可逆过程，工质的热熵流V 0,工质的 &生0。 - 7 丿/ j! I 11、 在化工生产和设计过程中，都要力求管路上的弯头、缩 扩变化，以减少火用损失。12、纯物质的逸度fi,混合物的逸度f,混合物中组分的逸度E三者的定义相同。（作出是非判断）三、分析说明题（共11分）第1题5分、第2题6分f In =x22（0.2x1）1、 二元体系的活度计算式In 丫2

58、=为2（1.5-2x2）的模型是否有合I i理？请分析说明。2、 请举两个例子简单说明热力学第二定律在实际中的应用。四、 应用及计算题（39分）每题13分1、有两股压力分别是12.0 MPa和1.5 Mpa的饱和蒸汽。（1）如用于作功，经稳流过程变成 25C的饱和水，求Wid（To=298K）。欢迎共阅(2)如用作加热介质，经换热器后变成 25C的饱和水，求换热量Q 。对计算结果作综合分析，在化工设计和生产过程中如何合理地使用这 两股蒸汽？已知：各状态点一些热力学参数，见表1。表1.装置各状态点一些热力学参数状态点t /CP/ MPa状态H/ kJ - kg1S/ kJ kg-1 k-1132

59、4.812饱和蒸汽2684.95. 49242198.31.5饱和蒸汽2792.26. 44483250.008169饱和水右壬口心亠104.890. 367412、某二元低压体系，组分的结构差别较大，其超额自由焓的表达式 为G/ ( RT) =0.735XIX250 C时该体系纯组分的饱和蒸汽压分别为：P； =169.49kpa pB =81.31kpa请进行如下计算：(1)列出汽液平衡关系式 (2)求组分1、组分2的活度系数与组成的关系；(3)求该温度下体系的X1=0.5时，系统的总压P和组份1的气相组 成3、有一氨压缩制冷机组，制冷能力 Q为4.0 x 104KJ h-1，在下列条 件工

60、作：蒸发温度为-25 C,进入压缩机的是干饱和蒸汽，冷凝温 度为20C，冷凝过冷5C。已知：状态点焓 h/ KJ -kg-1代号蒸发器出口14301压缩机出口16802欢迎共阅I r-冷凝器出口2703试计算：(1)每小时制冷剂循环量；(2)冷凝器中制冷剂放出热量;(3)压缩机的功率；(4)制冷系欢迎共阅模拟题八一、单项选择题本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表：题号23456789题号12345678910答案BCCDBCAACB题号iir 12r i31415161718答案CDCDADBC1关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（B ）A.研究体系为实际状态。B.解释微观本质及