化工热力学习题答案第一至

1、第一章绪论一、选择题（共3小题，3分）1、（1分）关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（）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、 （1分）关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（）（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。（E）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。3、（1分）关于化工热

2、力学研究内容，下列说法中不正确的是（）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.相平衡研究参考答案一、选择题（共3小题，3分）1、（1 分）C2、（1 分）B3、（1 分）C第二章流体的PVT关系一、选择题（共17小题，17分）1、（1分）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（）。A .饱和蒸汽B.饱和液体C.过冷液体D.过热蒸汽2、（1分）超临界流体是下列 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C.低于Tc和高于PcD.高于Tc和低于Pc3、（1分）对单原子气体和甲烷，其偏心因子3,近似等于 。A. 0B.

3、 1C. 2D. 34、（1 分）0.1Mpa ,400K 的"21如01 体积约为 3A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.26 m5、（1分）下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是 33A 8.314 10 Pa m /kmol K B 1.987cal/kmol K3C 82.05 cm atm/Kd 8.314 J/kmol K6、 （1分）超临界流体是下列 条件下存在的物质。A 高于Tc和高于PcB .高于Tc和低于PcC.低于Tc和高于PcD. Tc和PcV2与绝热7、（1分）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

4、温可逆膨胀后体积可逆膨胀后体积V'相比。A. V2 > V 2B. V2 = V'C. V2 < V 2D.不确定18、（1分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 。9、 （1分）当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于： 。A.零B无限大C.某一常数D. RT10、（1 分）0.1Mpa,400K 的N 2 1 kmol 体积为 。A. 3326LB. 332.6LC. 3.326LD. 33.26m311、（1分）不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？A.能B.不可能C.还缺条件12、（1分）混合气体的第二维里系数 A .仅为

5、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13、 （1分）Pitzer提出的由偏心因子 3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=B 0B1 3 B. B=B0+B13 C. BPc/RTc=B 0+B1 3D. B=B 03 +B14、 （1分）Pitzer提出的由偏心因子3计算第二维里系数的普遍化关系式是 , 式中B0, B1可由T计算出。A. B=B 0B1 3 B. B=B0+B13 C. BPc/RT=B 0+B1 3D. B=B03 +B15、 （1分）纯物质临界点时，其对比温度 Tr （）。A = 0B. <

6、; 0 C. > 0D. =116、 （1分）当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于：.零b.无限大c.某一常数d. RT17、（1分）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和组成的函数二、填空题（共6小题，7分）1、 （1分）在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称 。2、 （2分）纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率 ,曲率为 。3、 （1分）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、 （1分）用状态方程EOS可以计算压缩因子z、等性质。5、 （1分）描述流体PV关系的立方型状态方程是 三次方的

7、物态方程。、（1分）剩余性质的定义是 M ' =。三、判断题（共2小题，2分）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。（）2、 （1分）在T S图上，空气和水蒸气一样，在两相区内，等压线和等温线是重合的。（）四、名词解释（共2小题，8分）1、（5分）偏心因子2、（3 分）R-K 方程（Redlich -Kwong 方程）五、简答题（共2小题，9分）1 1、（5分）简述纯物质体系P-T图上特征点、线和区的含义。2、（4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

8、烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。（4分）物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值Tc,CPc, atmTB, CkJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.4参考答案一、选择题（共17小题，17分）1、（1 分）D2、（1 分）A3、（1 分）A4、（1 分）D5、（1 分）A6、（1 分）A7、（1 分）A8、（1 分）零 9、（1 分）D10、（1 分）D11、（

9、1 分）A12、 （1 分）C13、（1 分）C14、（1 分）C15、（1 分）D16、（1 分）d 17、（1 分）C二、填空题（共6小题，7分）1、（1分）三相点2、（2 分）0,03、（1分）零4、（1分）逸度系数、剩余性质5、（1分）体积6、（1 分）M-M '（T,P 定）三、判断题（共2小题，2分）1、（1 分）V2、（1 分）X四、名词解释（共2小题，8分）1、(5 分)lg(PrS)T0.71.000表示分子与简单的球形流体（氩，氟、氙）分子在形状和极性方面的偏心度。2、（3分）无五、简答题（共2小题，9分）1、（5分）无2、（4分）（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但

10、在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度, 也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。第三章流体的热力学性质一、选择题（共7小题，7分）1、（1分）对理想气体有（）。A.( H / P)T0B. ( H / P)t 0C.（ H/ P）t 0D.（ H / T）p 02、（1分）对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（A . dH = TdS + VdpC. dH = -SdT + VdpB . dH = SdT + VdpD. dH = -TdS -Vdp(空)3、 (1

11、分)对1mol符合P RT/(V b)状态方程的气体，P T应是(A.R/V ; B.R ; C. -R/P ; D.R/T。4、(1 分)对 1molVan der Waals气体，有 。A. (?S/?V) T=R/(v-b)B. (?S/?V) T=-R/(v-b)C. (?S/?V) T=R/(v+b)D.5、(1分)对理想气体有A. (?H/?P)t<0B. (?H/?P)t>06、(1分)对理想气体有()。A.( H / P)t 0C.( H/ P)t 0(?S/?V) T=P/(b-v)C. (?H/?P)t=0B.（D.（7、（1分）对1mol理想气体（ V）t等于

12、P)t 0T)p 0C PrARVb RV二、填空题（共3小题，3分）1、（1分）常用的8个热力学变量 P、V、有6个可通过实验直接测定，因此需要用2、（1分）麦克斯韦关系式的主要作用是3、（1分）纯物质T-S图的拱形曲线下部称三、名词解释（共2小题，8分）1、（5分）剩余性质：2、（3分）广度性质四、简答题（共1小题，5分）1、（5分）简述剩余性质的定义和作用。（五、计算题（共1小题，12分）1、（12分）（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） 饱和液体节流膨胀；（3分） 饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分）从临界点开始的等温压缩；（3分）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液

13、体（压力变化可忽略）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 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。区。(5分)，并说明过程特点：如 G=0(1)(2)(3)(4)。（3分）参考答案一、选择题（共7小题，7分）1、（1 分）C2、（1 分）A3、（1 分）C4、（1 分）A5、（1 分）C6、（1 分）C7、（1 分）B二、填空题（共3小题，3分）1、（1分）Maxwell关系式2、 （1分）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、（1分）气液平衡共存三、名词解释（共2小题，8分）M*1、 （5分）MR M M 指

14、气体真实状态下的热力学性质M与同一 T, P下当气体处于理想状态下热力学性质之间的差额。2、（3分）无四、简答题（共1小题，5分）1、（5分）剩余性质定义，Mr M M*指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。如果求得同一下MR，则可由理想气体的 M*计算真实气体的M或AM。五、计算题（共1小题，12分）1、（12 分）（1）?H=0（2） ?S=0（3） ?T=0?P=0S第四章溶液的热力学性质、选择题（共21小题，21分）1、（1分）下列各式中，化学位的定义式是( )A.5 H)iP, nS,njB.(nG)i nV ,nS,nniJ山C.

15、i P,T,njD. i(nU)T ,nS,njniJniJ2、（1分）关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（A）纯物质无偏摩尔量 。（B） T, P定，偏摩尔性质就一定。（C）偏摩尔性质是强度性质。（ D）强度性质无偏摩尔量 。3、（1分）关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（）A纯物质无偏摩尔量 。B. T, P定，偏摩尔性质就一定。C. 偏摩尔性质是强度性质。D.偏摩尔自由焓等于化学位。4、（1分）在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（）。A.f?Vf?1L;挣补B. f?V ?V；?L 秽C.f?Lf?V;f?V?LD.f LfV (f为混合物的逸度)5、（1分）等温等压下，

16、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.增加 B.减小 C.不变 D.不一定6、 （1分）对无热溶液，下列各式能成立的是（）.A. SE=0 , VE=0B. SE=0 , Ae=0C. Ge=0 , Ae=0D. He=0 , Ge= -TSe7、 （1 分）苯（1）和环己烷（2）在 303K, 0.1013Mpa 下形成 X 1=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

17、/mol。A. 0.24B.0C. -0.24D.0.55A. G i = Hi8、（1分）下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为D dGi=Vdp-SidTB.C. GinG / ni T,P,njiD. G inG / ni T,nv,nji9、（1分）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. ni M iC. xi M iB.xi M iD.ni M i10、（1分）在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（A） H水）=H汽）（B） H汽）> 卩水）（C） H水） > 卩汽）（D）无法确定11、 （1分）关于理想溶液，以下

18、说法不正确的是（A. 理想溶液一定符合 Lewis-Randall规则和Henry规则。B. 符合Lewis-Randall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D. 理想溶液所有的超额性质均为1。0。12、（1分）混合物中组分i的逸度的完整定义式是RTd ln ?,lim（ ? /（Yi P） 1dGj A.（dGi）.B.）。RTd Inf?,lim（ ?/P1dGjC.RTd In f：,lim fi1p 0dGjRTd ln和m。？ 113、（1分）二元非理想极稀溶液A.Henry定律和 Lewis-Randll 规则.C.拉乌尔规则和Lewis

19、-Randll规则.D.,其溶质和溶剂分别遵守B.Lewis-Randll 规则和 Henry定律.D. Lewis-Ra ndll规则和拉乌尔规则.B.D.14、（1分）下列化学位卩i和偏摩尔性质关系式正确的是（A，h i = H iC. H i = Gi 15、（1分）下列化学位h和偏摩尔性质关系式正确的是（C.沪G iD. W=A i16、 （1分）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（）。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。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。17、（1分）对液相是理

20、想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（）。ssA.yifXiPi.B.yi PiXiPis ssC.yipXi iPid.yi pXi Pi(2)在303K , 0.1013Mpa下形成 X1=0.3溶液。此条件下 V1=89.96cm3/mol, cm3/mol。18、（1分）.苯（1）和环己烷V（-） 1=91.25cm3/mol, V（-） 2=109.64cm3/mol，则过量体积 VE=A. 0.55 ;B.0 ;C. 0.24D.-0.55（1分）在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（V2= 109.4cm 3/mol,19、(A) 水)=汽)

21、(B) 汽)> 水)20、A.(C) 水)> 汽)（D） 无法确定（1分）下列关于ge关系式正确的是（G5 = RT 刀Xln X iB. GE = RT 刀 Xln a iC. GE = RT 刀Xln 丫 iD. GE = R 刀Xln X i21、（1分）对二元溶液T或P定时，下列各式中,Gibbs-Duhem方程正确的形式是（A. X1dln 丫1+ X2dln 丫 2= 0B. X1dln y 1- X 2dln 丫 2= 0C. X1dln 丫1/dX 1 - X 2dln 丫 2/dX 1 = 0 D. X1dln y 1/dX 1 + X 2dln 丫 2/dX 2

22、 = 0（共11小题，27分）二、填空题1、（1分）理想溶液的过量性质 ME等于2、（3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 H=, A V=溶液，它们的3、（4分）逸度和活度的标准态有两类，1）以定则为标准态，2 ）以定则为标准态。如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用 定则为标准态；如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用 则为标准态。4、（4 分）理想溶液的 A H=; A V= A S= ; A G =。5、 （3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A H=, A V=。6、 （1分）二元混合

23、物容积表达式为V=X 1V1+X2V2+aX1X2,如选同温同压下符合 Lewis-Randll规则的标准态就有V=。7、 （1分）当T, P定时，非理想溶液混合性质变化 G=。8、 （2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Xgln y+二 9、 （6分）在表格空格处填入合理的性质和关系（每格0.5分）M iMM = 2 X M iln flnln iY10、（1分）溶液中组分i的活度系数的定义是11、（1分）Wilson方程是在 溶液模型和 概念基础上建立的关于活度系数与组分组成Xi的关系式。三、判断题（共3小题，3分）1、 （1分）由于邻二甲苯与

24、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。（）2、 （1分）理想溶液各组分的活度系数和活度为1。（）nln f x i ln3、（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的关系为四、名词解释（共4小题，14分）1、（3分）偏摩尔性质2、（4分）过量性质（超额性质）3、（4分）理想溶液4、（3分）活度五、简答题（共3小题，16分）H ； (5) H E ；1、（6分）在表格空格处填入合理的性质和关系MMx M iIn fInIn yH单位是J/mol , Xi是组分的摩尔分数。求该温度压力下,E(5) Hoooo(1)H1 和 H2 (2) Hi 和

25、H2 ( 3) Hi和 Hz(4 ) H参考答案一、选择题（共21小题，21分）1、（1 分）A2、（1 分）B3、（1 分）B4、（1 分）A5、（1 分）A6、（1 分）D7、（1 分）A8、（1 分）D9、（1 分）D10、（1 分）B11、（1 分）B12、（1 分）A13、（1 分）A14、（1 分）C15、（1 分）C16、（1 分）D17、（1 分）D18、（1 分）A19、（1 分）B20、（1 分）C21、（1 分）A二、填空题（共11小题，27分）1、（1 分）02、 （3分）理想溶液，0，03、 （4 分）Lewis-Randall 定则，Henry 定则；Henry定则

26、，Lewis-Randall 定则；4、(4 分)0，0,R xilnxi RT xilnxi5、（3分）理想溶液，0，06、(1 分)?V = a X1X27、(1 分)?G=REx iln ( YXi )8、(2 分)X2 din Y ,=09、 (6 分) l n(?/x) l nfxjn (?/凶)ln ? lnln ?Ge/RTGe/RT=刀Xn y10、（1 分）ai/Xi11、 （1分）无热，局部组成三、判断题（共3小题，3分）1、（1 分）辺、（1 分）X3、（1 分）X四、名词解释（共4小题，14分）Mi1、（3分）偏摩尔性质1mol的组分i所引起的一系列热力学性质的变化。在

27、T、P和其它组分量nj均不变情况下，向无限多的溶液中加入AM E与2、（4分）超额性质的定义是ME = m -M id ,表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。me意义相同。其中GE是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。3、 （4分）理想溶液有二种模型（标准态）：f iid= Xi fi （ LR）和f iid= Xi ki （ HL）有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零, 自由焓变化小于零。4、（3分）无五、简答题（共3小题，16分）1、（6 分）MiMMx M iln( ? /xjln fln fxi

28、ln( f? /Xj)In ?lnlnxi ln ?iIn yge /rtGe / RTxi ln i2、（5分）活度的定义是，'或?*活度的物理意义是，活度是相对逸度，对理想溶液活度就是浓度，对非理想溶液活度1摩尔的组分i所引起一系列热力学性i的无限多的溶液中加入V22、(14 分)1= 56-40X1+20 X1V222= 80 + 20 X 1 2V3=56 cm3 /molV32 = 100 cm3 /mol3V1 = 36 cm /mol3V2 = 80 cm /mol是校正浓度。3、（5分）偏摩尔性质：在给定的T , P和组成下，向含有组分 质的变化。六、计算题（共8小题，

29、109分）1、（15 分）V = 20X 1 X23、(16 分)H(1)1 = 10523)+ 20X 1 - 55X 1 + 30X 1,(2)H1 =:100 J/mol,H = 150 J/mol(3)ooH1=105 J/moloo,H2 =:170 J/mol(H=5X 1 + 10X231 -15X 1(5)EH= HH2 = 150 -10X 12 + 30X 13第五章化工过程能量分析气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化， 增加B. 减少 C .不变D.要加热50C的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（A.60 C的热水 B.80 C的热水 C.1

30、003.不可逆过程中孤立体系的（）A.总熵总是增加的，有效能也是增加的。C.总熵是减少的，但有效能是增加的。1.A.2.C的饱和蒸汽,B.总熵总是减少的，D.总熵是增加的,无摩擦损失，则此过程气体焓值不能确定）D. 120C的过热蒸汽有效能也是减少的。但有效能是减少的。().VE = 20X1 X24.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()A.可逆的B.不可逆的C.不可能的5. 在431.15K与286.15K之间工作的热机的最大效率是()A. 91.77%B.50.70%C. 33.63%D.39.67%8. 在孤立体系中，因不可逆

31、性导致作功能力损失。公式的。A 仅适用传热过程 B.也适用传质过程 C 9. 体系经不可逆循环又回到初态，则热温商的循环积分A <0B =0 C >0Wl To S孤立(式中To为环境温度)是从传热过程推出也适用流动过程D.任何过程都行6.体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，为不可逆过程，此二过程环境熵变存在A.(AS环)可逆<(AS环)不可逆B.(AS 环)可逆> (AS环)不可逆C.(AS环)可逆=(AS环)不可逆D.(AS 环)可逆=07.按第二定律，无论什么过程体系的熵变。A. < 0B.> 0C.=0D.不确定10. 关于做功

32、和加热本领的描述，不正确的是()A压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。 B温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。C温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。D放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。To、Po为环境温度，压力)11. 非流动过程的理想功 W等于(T.P. V为体系温度，压力及体积变化,D) U-ToA S+F0A VA). U B) U-TqA S C) U-TA S+PA V12. 损失功也是过程可逆与否的标志，因此有：A) Wl=To* S体 B)W l=To* S环C)W=To* S总D)W l=-T o* S总13. 体系由状态1 ( P1,T

33、1)可逆变化到状态2 ( P2,T2)，该过程用 Ex的变化等于。oA S总)。(To=298K)D.约 20KJA)WdB)W l C)-W idD)T14. 同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率(A.相同 B.低 C. 高 D. 不一定15. 500 C恒温热源下100KJ的热量所具有的有效能为A. 100KJ B.约 40KJ C. 约 60KJ16. 卡诺制冷循环的制冷系数与() 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17. 任何体系在一定状态下的有效能是从所处状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界作出的最大功。A)正确B) 错误18.

34、有效能是系统的一种热力学性质。因此，系统某个状态的有效能的数值与环境状态无关。A)正确B) 错误19. 压力相同时，过热蒸汽的有效能较饱和蒸汽大，因此其做功的本领也较大。A)正确B)错误20. 温度相同时，高压蒸汽的有效能较低压时蒸汽大，所以通常用高压蒸汽作为工艺加热之用。A)正确B) 错误21. 蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀，体系和环境总的有效能是守恒的。A)正确 B)错误22. 根据能量守恒定律，在不消耗外部能量的前提下，功可以自发的全部转化为热，热可以完全自发的转化为功。A)正确B) 错误23. 热力学效率表示能量利用真实过程与可逆过程的差距，因此，热力学效率必然小于1。A)正确 B)错误

35、24. 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)正确 B)错误25. 根据热力学第一定律，对某过程或系统的能量衡算，不仅能确定能量的数量利用率，而且能全面地评价能量利用情 况。A)正确B) 错误26. 一定状态下体系的有效能是体系由该状态达到与 时此过程理想功。27. 体系经过不可逆过程，则过程熵变一定大于过程的 商。28. 纯物质T-S图两相区水平线段(结线)长度表示 大小。29. 单位质量稳流体系能量平衡方程是 。30. 稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。31. 体系由一状态到另一状态变化过程中以方式进行时的功效应，称为此过程的理想功。

36、32. 能量平衡是以热力学 为基础，有效能平衡是以热力学 为基础。33. 能量平衡是反映系统中能量的 利用情况，有效能平衡是反映系统中能量 的利用情况。34. 根据热力学的观点，体系与环境间由于 作推动力而传递的能量称为热，热力学第一定律的数学表达式是规定体系吸热为正值，放热为负值，体系得功为正值，对环境做功为负值。35. 对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是 .36. 当单位质量流体稳定流经水平、等径的阀门时，其能量平衡方程式可以简化为_37. 当单位质量的流体经过绝热节流膨胀(忽略功、能和位能的变化)其能量守恒方程一一38. 节流式正气量热计用于测量湿蒸汽的干度，其原理是是么？门0):

37、.TE/39. 卡诺定理的主要内容是是么？40. 热力学第二定律的表达式是 41. 孤立体系的熵增表达式是 42. 从热力学的角度分析某流体流动装置必须遵循哪三个原理？43. 什么是理想功、损失功？44. 理想功的两个基本条件是是么？45. 考察理想功的作用是什么？46. 在化工过程中，动能、位能变化不大的稳定流动过程理想功W表达式可简化为什么?47. 稳定流动体系物流的有效能Ex的基本计算式为：48. 在T-S图上1-2-3-4表示卡诺循环，问卡诺循环效率用面积比如何表示T121431149. 单位质量稳定流动体系能量平衡方程是 。流体经常通过喷嘴获得高速气体（超音速），该高速气体的速度为

38、。计算题1. （12分）有一股热水流经一段管道，由于保温不良，温度由 90 C下降到80C,试求此流动过程中，每千克水的理想功和损失功。假设管道的压降可忽略，水的热容G=4.186kJ/kg K ，环境温度To=298K。2. （12分）试求Ikmol, 300K勺空气，由0.1 MP等温可逆压缩到10MPa勺轴功和理想功。环境温度取To为298K。3. （10分）0.1013Mpa的饱和水蒸汽被绝热压缩至 0.3 M pa, 280 C,蒸汽流率为1000Kg/h，环境温度25C，计算：（1 ）压缩机的功率（2）理想功和热力学效率0.1013MPa饱和水蒸汽的焓值和熵值分别为：-1-1-1H

39、=2676.1kJ kg S 1=7.3549 kJ kg K。0.3MPa和 280 C过热蒸汽的焓值和熵值分别为：-1-1-1H>=3028.6kJ kg &=7.6299 kJ kg K4. （12分）（1）气体由20C, 2.0m3 （状态1）经绝热过程到150C, 1ni（状态2），输入功为100kJ，求其内能变化？（2） 初态同（1）,经恒容过程加热到150C （状态3）,需热量95kj，问此过程内能变化如何？（3） （2）中处于状态3的气体经等温压缩到1.0m3 （状态2）,同时移走185kj热量，问其内能变化如何？需功若干？（本 题按封闭体系计算）5. （12分）

40、压力0.689Mpa,温度260?C的过热蒸汽，以一定线速度进蒸汽动力装置透平作功，乏气为0.138MPa,设此为可逆绝热膨胀过程。求：（1） 每kg蒸汽的轴功（不计动能变化）；（2） 进、出蒸汽的有效能（不计动能变化）；（3）有效能效率耳ex（设环境T=293K , P=0.1013Mpa,热损失可忽略）有关数据P(bar)T(k)H(KJ/kg)S(KJ/kg.k)H(KJ/kg)S(KJ/kg.k)(KJ/kg)Sg (KJ/kg .k)进透平蒸汽6.895332975.47.155出透平蒸汽1.38456.31.4042689.17.252环境水84.980.29646. （12分）氨

41、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, H=1897kJ/kg ,S=9.010KJ/（kg.K）氨出口：305k, 1.2MPa,Hz=565.2kJ/kg,S=4.689KJ/（kg.K）水进口：293k, 0.1MPa,H=84.10kJ/kg,S=0.297KJ/（kg.K）水出口： 303k , 0.1MPa , Hk=125.81kJ/kg , $=0.435KJ/ （kg.K ）假设冷凝器与周围环境无热交换，环境温度T0=298Ko试求：（1）冷凝1Kg汽氨耗用冷却水量（4分）;冷凝1Kg汽氨总损耗功（8分） o7. （13分）化工

42、生产中需0.1MPa, 80C热水用于设备保温，此热水由0.2MPa, 175C水蒸汽通入0.1MPa, 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？（2） 此混合过程理想功和损失功是多少（按1吨热水计）？（3） 如果用0.1MPa, 95C热水代替水蒸气制备 0.1MPa, 80C热水，那么损失功又是多少（按 1吨热水计）？（4）比较（2）和（3）的结果，哪一个损失功小？为什么？设混合过程热损失可忽略，环境温度是20C。有关数据列于下：H (kJ/kg )334.91397.9683.962819.7冷水（20C）水蒸气（175C）热水（80C ） 热水（9

43、5C）S （kJ/ （ kg K）1.07531.25000.29667.39318. （10分）设有压力为 1.013MPa、6.868MPa、8.611MPa 的饱和蒸汽和 1.013MPa, 573K 的过热蒸汽和 8.611MPa, 573K的饱和水，若这些蒸汽和水经充分利用后，最后排出0.1013MPa, 298K的冷凝水（即环境状态）。（1） 将它们做功本领从大到小排序，并说出如此排序的理由。（不需要计算）（2）简要阐述如何合理利用蒸汽。（3） 计算3# （序号见下表）饱和蒸汽的有效能E。（4）若将3#饱和蒸汽变成4#饱和水，环境温度为298K,请计算此过程所做的理想功。序号P,

44、MPa 'KS (KJ/Kg.K )H(KJ/Kg)0#水0.1013 2980.3674104.91#饱和蒸 汽1.0134536.58227762#过热蒸汽1.0135737.1330533#饱和蒸 汽8.6115735.78727834#饱和水8.6115733.253413449. （12分）试求将1kg, 0.6 MP的空气，按如下条件变化时的热量变化，以及有效能变化。取环境温度为25C（ 298K）。（1）等压下由-38 C加热至30C；（2）等压下由30C冷却至-170 C。10. （12分）有一台空气压缩机，为气动调节仪表供应压缩空气，平均空气流量为50001 h-1，

45、进气初态为25C, 0.1Mpa,压缩到0.6Mpa，假设压缩过程可近似为绝热可逆压缩，试求压缩机出口空气温度，以及消耗功率为多少？11. （12分）一汽缸活塞装置中以气体经过不可逆过程后，内能增加了32kJ，在此过程中，体系从 540K的贮热器接受热量100KJ，然后又经过一可逆过程回到始态，此过程也只在体系与540K的贮热器之间发生，已知经此两过程后，贮热器的熵变为0.01KJ/K，试计算（1），在第一个不可逆过程中，体系所做的功（2），在第二个可逆过程中所传递的热量（3），在第二个可逆过程中体系所做的功12. （12分）设有1mol理想气体在恒温下由10atm，300k经不可逆膨胀至1a

46、tm时所做的功是1kcal，计算 St和W （环境温度To=300k，按稳流体系考虑）13. （16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，160 C，过热蒸汽；0.3MPa ， 160 C，过热蒸汽；0.07MPa，100 C，过冷蒸汽；100 C，饱和蒸汽；0.1MPa ，100 C，饱和水；0.1MPa ，0C，冰。14. （10分）某人称其能用100C的饱和水蒸汽，提供140C的热能，且每公斤水蒸汽可供热量1800kJ - kg-1。请验证其可靠性。参考答案12345678910BADCCADDAC11121314151617181920DC

47、ABCBBBAB2122232425ABAAB26环境基态完全平衡27 热温商28汽化熵29?H+1/2?+g?Z=Q+W/30不可逆性31 完全可逆32第一定律；第二定律33 量；品质34 温差 U= Q+ W35 H+ 1/2 Lf+g z=Q+W 或厶 H+A E<+Q+ W36 H= Q37 H= 038采用节流原理，当湿蒸汽充分节流后变为过热蒸汽，测定过热蒸汽的温度、压力得知过热蒸汽的焓值，从而求得湿 蒸汽的干度。39 所有工作于等温热源和等温冷源之间的热机，以可逆热机效率最大，所有工作于等温热源和等温冷源之间的可逆热 机其效率相等，与工作介质无关。n max= 1 T2/T1

48、40 ds Q/T41 ds > 042质量守恒能量守恒熵增原理43理想功是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可以产生的最大功或者必须消 耗的最小功。损失功时指给定相同的状态变化时的不可逆实际功与理想功之间的差值。Wl=Wac-Wd44 1）体系内部一切变化可逆 2）体系只与温度为To的环境进行可逆的热交换。45理想功是一个理论的极限值，用来比较实际功的标准。46 Wd = H-ToA S47 Ex=（H-H o）-T o（S-S o）=T 0* S- H面积 1234u2 .）48 面积 122 12249 h + Au /2 + g z = q+ ws

49、；计算题1. （12 分）WL = Wd = 7 . 033 kJ/kg2. （12分）解：由空气的T-S图可查得，在300K下，各压力状态下的焓值和熵值如下：0.1 MPa Hi=13577 kJ kmol-11=126kJ kmol-1 K1-1kJ kmolkJ kmo K1A H=Q-WW=Qev- A H10 MPa H2=1300S2=87稳流系统可逆过程1其中可逆热 Qev=TA S=T(S2-S1) =300x( 87-126 ) =-11700 k J kmol-所以WSQrev111700 (1300 13577)11123kJ kmol理想功叽To S298 (87126

50、) (13000 13577)11045kJ kmol 1计算结果表明，等温下将空气从 0.1MPa压缩至10MPa寸，其消耗的理想功比可逆轴功要少一些，这是因为压缩时放出的热 量可逆地传递给环境，环境获到了部分功，消耗的功最少。3.(10 分)(1)Ws= H- H 2=2676.1-3028.6=- 352.5 kJ - kg -1Wd=T。 S- H=298.15(7.6299-7.3549)-(3028.6-2676.1)=-1270.4 kJ - kg4.(12分)解:对封闭体系 U Q W(1) Q 0,W100kjU1 QW 100kj(2) 此过程为恒容过程，W=0U 2 Q 95kj3(3) 20 c, 2.0m (1)绝执kl_ 八、：Ul 150 C,1m3(2)U2等温U3150 c(3)U是状态函数U3 U1U2100955kj185kjU 1100kJ ,U3U218595kJ5190kjU3 5kJ , W=190kJ5.(12 分)解:(1)按等熵HS1=S2 蒸汽进 1 点出 2点，x=(s 2-s 2f)/(s 2g-s 2f )=(7.155-1.404)/(7.252-1.404)=0.9834 2=Hg