《化工热力学》综合练习资料

1、化工热力学综合练习资料中国石油大学成人教育综合练习 （华东 ）化学热力学综合练习第 2 章流体的 p-V-T 关系1。用皮策的三参数综合方法计算了107.9 105帕和593千帕的水汽比容。第 3 章流体的热力学性质1。 丙烷气体的初始状态为1.013 X05帕，400千（可视为理想气体）, 最终状态为3.013 105帕，500千卡已知丙烷在理想气体状态下的摩尔热容量是Cig ? 22.99? 0.1775 吨（焦耳/摩尔。K）p 尝试使用三参数广义关系表达式计算从初始状态到最终状态的焓 变化和熵变化2。1, 3-丁二烯在25atm和130 C压缩到125atm和280C时，用三参数的广义方

2、法计算了1kmol的SH S S3U和 SV已知恒压热容（cal/mol。k）在理想气体状态下是温度的函数（k）: Cig ?5.432? 53.224? 10? 3T? 17.649? 10? 6T2p第 5 章化工过程能量分析1, 1.57兆帕，484C过热蒸汽推动汽轮机做功，以 0.0687兆帕排出该涡轮 既不绝热也不可逆，其输出轴功相当于可逆绝热膨胀功的85%。由于隔热性能差，每千克蒸汽在 20C时会向环境损失7.12千焦的热量 寻求这一过程的理想功、损失功和热力学效率2。一家炼油厂有一台蒸汽涡轮机。据了解，蒸汽入口温度为440C, 压力为40X105帕，流量为4000公斤/小时，蒸汽

3、排放压力为7.0 X05帕(1)假设汽轮机 绝热可逆运行，尝试计算汽轮机功率；(2)如果涡轮机绝热运行， 输出轴功等于绝热可逆轴功的 82.65%。蒸 汽的出口温度是多少？并计算过程的有效能量 (火用)损失3。 有一个逆流热交换器，利用废气加热空气。空气从0.1 兆帕和 293千欧加热到 398千欧。的空气流量为1.5千克秒-。而废气从0.13兆帕和523千伏冷却到 368千伏空气的等压热容量为1.04千焦。kg- . k-,而废气的等压 热容量为0.84 kJ。kg - . k -。假设通过热交换器的空气和废气的压 力和动能变化可以忽略不计,并且热交换器和环境之间没有热交换, 则第 1 页的

4、环境“化学工程热力学 ”共有 4页 中国石油大学 (华东 )成人教育综合练习 状态为 0.1兆帕和 293千卡试图找出 :(1)换热器不可逆传热的有效能 (火用)损失；(2)换热器的有效能利用4。温度为 T0 的气体流经管道，管道的一小部分流入真空罐 （如图）这个过程一直持续到储罐中的压力等于管道中的压力pO。如果储罐隔热良好，假设气体是理想气体 （其循环温度和循环温度与温度和压 力无关），计算过程结束时储罐中的温度 T（用TO、CP、循环温度和 pO 表示 ） 。第四图第五图第五图，质量流量为 45O 千克 /小时的高压水蒸气在 34 大气压和370 C的初始条件下进入透平膨胀机对外做功图中

5、显示了两股排出的蒸汽。流 2 的条件为136C和200C,流速为入口蒸汽的1/3,流3被认为是7个大气压的 饱和汽-液混合物，流3的一小部分通过节流阀膨胀到1atm,膨胀温 度为115C如果压缩机获得的功率为 34.647 X03千卡/小时，尝试计 算汽轮机的热损失。6, 一台绝热可逆运行汽轮机，驱动蒸汽进入 34atm, 415C，出口 排汽压力为 2.75atm 为了充分利用废蒸汽中的能量,将废蒸汽直接送至 蒸发器的加热盘管, 热量在盘管中释放并冷凝。 来自加热盘管的冷凝 液通过一个压力为 2.75 大气压的疏水器。疏水器只允许液态水通过。 为了平衡蒸发器的能量, 从疏水器流出的水被放入一

6、个敞口的桶中进 行称重。假设离开蒸发器的冷凝液温度为100C,大气压力为1atm（1） 当向桶中加入 1 千克水时,计算涡轮机的输出功。(2)了解向桶中加入 1 千克水时，有多少热量通过蒸发器的加热盘7。锅炉系统利用烟气余热加热进入锅炉的空气。烟气流速为4000千克 /小时，从300C冷却至200Co空气流量为3800千克/小时，初始温度为40C 让我们假设它们都是中国石油大学 (华东 )成人教育综合练习第 4 页第 2 页的“化学热力学”想象气体。平均等压热容量可计算为1.004千焦/(千克)。k)，环境温 度为27C，忽略热损失，计算该过程的有效能量(火用)利用率。第四 章溶液的热力学性质

7、二元液体混合物在 298K 和 0.1 兆帕下的摩尔焓由下式表示 :h？100x1 ？ 150x2？ x1x2(10x1 ？ 5x2) J/mol试图找到：(a)H1和H2表达由x1表达；纯物质的摩尔焓H1和H2值 液体在(c)无限稀释时的偏摩尔焓 HI? h呢。2的值2。在303K和1.013 105Pa下，苯(1)和环己烷的液体混合物的体积数据可以用下面的公式： V？ (109.4？ 16.8x1？ 2.64x12)？ 10？在公式 3中，x1是苯的摩尔分数，v是m3。kmol -尝试确定在该温度和压 力下 x1 表示的 V1 和 V2 的偏摩尔体积的表达式。3 和二元混合物中组分 1 和

8、 2 的偏摩尔焓可表示如下 :2 H1？ a1？ b1x22 H2？ a2？ b2x1证明，如果上述两个公式成立， b1 必须等于 B24。利用三个参数的广义关系，计算了正丁烷气体在460K 和 1.520兆帕下的逸度。v乙腈（1）和乙醛在87.0千帕和80C下混合形成等 分子蒸气混合物，B11=-2.619m3/kmol, B22二-0.633m3/kmol, 5312 =-4.060 m3/kmol? f呢。请计算混合物中成分1和2的逸度f12 ? f呢。（b）如果混合物 是理想气体，要求F126、160°F纯硫酸和77 °F纯水混合形成25%溶液 焓浓度图计算 :1。

9、如果混合过程是绝热的，试着找出混合溶液的温度2。如果在混合过程中进行冷却， 使溶液的最终温度达到 80华氏度， 试着找出每 1 磅 25%的溶液中需要去除的热量。化学工程热力学第 3 页共 4 页。中国石油大学 （华东 ）成人教育综合练习。第 7 章平衡1。众所周知，由正丁醇（1）和水（2）组成的二元溶液在100C时具有 系数的无限稀释活性。1? 69.0? 2? 3.70,已知纯组分在100C 时的饱和蒸汽压为pl? 52.00千帕斯卡，p2s? 101.325千帕，系统在100C能形成共沸物吗？2、甲醇(1)和甲乙酮在337.3K和1.013 X05Pa下形成共沸物，恒 沸组成 x1 为0

10、.842。已知甲醇和甲乙酮的饱和蒸汽压分别为p1s,为337.3K。9.826? 104Pa，p2? 6.078? 10Pas4如果气相可以视为理想气体，液相服从范拉尔方程。试计算 :( 1 )万拉方程的参数； x1 在337.3K时的活度系数丫1和丫 2 = 0.5气相组成y1与之平衡三、 在101.325千帕，58.0C己烷(1)-乙醇(2)形成x1 ? 0.660共沸混合物还 知道纯组分在58.0C 士时的饱和蒸汽压是p1s? 71.41千帕，p2s? 42.77千帕(1)范拉尔方程 的参数；(2)是通过混合纯组分形成1摩尔的Sg容液而形成的4。在一定的温度和压力下，二元液体混合物的活度系数可用以下公式表示 :In ? 1? a。(b )?a)x1 ? bx12 In? 2? a。(b )?a)x2?在 bx22中，A和B只是T和P的函数，丫是基于路易斯-兰德尔规则的标准 构型下的活度系数。请判断这两个公式是否符合热力学一致性(即是否满足吉布斯 -迪昂方程 )?五、乙醇(1)和甲苯(2)二元体系在汽液平衡 状态下的实验结果如下:t = 45C p = 183 mmHg X1 =