化工热力学考试题(卷)(附答案解析)

西南科技大学网络教育学院（2017）/（2018）学年第2学期试题单〈A卷〉课程名称：化工热力学专业班级： 命题教师： 学生姓名： 学 号： 成 绩：考试时间： 月 日一、单选题 ( 每题2分，共15题，共30分，下列各小题备选答案中只有一个符合题意的答案。多选、错选、不选均不得分 )对于化工热力学的核心问题，以下表达最正确的是（A.热力学性质的计算、物性参数的测量B.能量的合理利用、过程方向性和限度C.用能过程的经济性D.相平衡或过程的方向与限度纯物质V图临界等问线上临界点的特性是（。(pV

T

0,(2pV2

0TTc

(pV

T

0,(2pV2

0TTccC.(p) 0,(2p) 0 D.(p) 0,(2p) 0ccVTTc

V2

TTc

VTT

V2

TTcT温度下的过热蒸汽的压力（。B.<=4.(p/v)T

(T/p)(S/T)s

等于（。

不能判断S/V)S/V)TV/T)V/T)S

B.(p/T)p/T)Vp/T)V根据偏摩尔性质的定义和特征，下列选项正确的是（。ln yiyln(yln(ˆ),lnfi iyln(i

ln(

ˆ),lnyiii

yln(fi)i yiln

yln(ˆ),lnfi i

yln(ii yiln yi

ln(

ˆ),lnyiii

yln(fˆ)i关于理想溶液的物理特征说法中，不正确的是（A.混合时没有熵变，即B.分子结构相似，大小一样，分子间的作用力相同C.混合时没有热效应D.混合时没有体积效应关于y定律，正确的是（。适合于理想溶液的溶质和溶剂C.适合于稀溶液的溶质组分

B.仅适合于溶质D.阶段适合于稀溶液的溶剂某封闭系统经历一不可逆过程，系统所做功和排出的热量分别为100kJ45kJ，问系统的熵（。A.等于零 B.大于零C.小于零 D.不能确定过热蒸汽通过绝热可逆膨胀，对外做功为，过程的理想功是，则（。A.大于C.等于

B.WS小于WidD.不能确定单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列（）有关。A.损耗功 B.理想功C.环境温度 D.有效能关于节流膨胀与做外功的绝热膨胀的说法，其中错误的是（。A.在相同的条件下，绝热膨胀比节流膨胀产生的温度降大，且制冷量也大；B.绝热作功膨胀和节流膨胀适用于任何气体C.绝热作功的膨胀主要用于大、中型设备，特别是用于深冷循环中D.节流膨胀在任何制冷循环中都使用。工作在-20℃和30℃之间的制冷机的最大制冷系数和工作在相同条件下的热泵的最大制冷系数分别为（。A．5.06，6.06C.6.06，6.06

B.6.06，5.06D.5.06，5.06αβ两相达到平衡，系统的热力学性质表达错误的是（。压力相等C.温度相等

B.逸度相等D.吉布斯自由能G相等有关平衡及平衡移动的说法错误的是（）。A.↑B.↓改变反应物的浓度，平衡常数也随之会改变数不变。关于相平衡，错误的有（A.iiGibbs-Duhem方程来检验平衡时实验数据的热力学一致性二、填空题2 ( 每题3分，共10题，共30分 )偏心因子的定义（，其含义（。纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为（）和（。状态方程）T的剩余焓和剩余熵分别（）和（。2时在描述--T关系时采用（，2时采用（）描述--T关系。（和（。1 二元混合物的焓的表达式为xxx，则H（，H（（由偏摩1 敞开体系中引起熵改变的原因有两个：一是和环境进行（；二是过程为（。合理用能原则有（ ）和（ ）e循环的四个过程：等压加热蒸发、绝热膨胀做功过程（）和（。热泵的作用是将（）提高到能够被（），达到重新用于工业生产或人工取暖的目的。三、判断分析题 ( 每题1分，共20题，共20分 )的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子。Virial系数，如、C，…是温度和组成的函数。纯物质的三相点随所处的压力或温度的不同而改变。用一个相当精确的状态方程，就可计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。系统经历一绝热可逆过程，其熵没有变化。在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽Gibbs0（M是摩尔容量性质。对理想溶液的某一容量性质M，有Mi。10cm3的液体水与20cm330cm3。系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。的过程。稳定流动过程的能量积累为零，熵的积累为零。Carnot任一实际过程进行后，总有效能总是减小的。Rankine循环热效率，可采取无限提高进入透平机蒸汽的压力和温度。Rankine循环热效率，可采取无限降低气轮机的泛气温度。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。Virial方程结合一定的混合规则后，也能作为EOS法计算气液平衡的模型。和p对化学平衡常数均有影响。化学反应的是该反应进行方向的判据。四、计算题(每题5分，共1题，共5分)lnf=A+Bx2-Cx2，式中A，B，C均为的函数，试确定的相应关系式（二组分均以Lewis-Randall规则为标准逸度（x2lnγ2）五、计算题1(每题7分，共1题，共7分)逆卡诺（Carnot）循环供应35kJ·s-130℃，而制冷温度为-20℃，计算此制冷循环所消耗的功率以及循环的制冷系数。六、计算题2(每题8分，共1题，共8分)如图所示，有人设计一种程序，使得每kg温度为373.15K的饱和水蒸气经过一系列的复杂步骤后，能连续的向463.15K的高温储热器输送1900kJ的热量，蒸汽最后在1.013×105Pa、273.15K时冷凝为水离开装置。假设可以无限制取得273.15KK时的水蒸气2676.17.3549kg-1·K-1；1.013×105273.15K的冷凝水：=0，=0（12）西南科技大学网络教育学院（2017）/（2018）学年第2学期试题单〈A卷〉课程名称：化工热力学专业班级： 命题教师： 蒋琪学生姓名： 学 号： 成 绩：考试时间： 月 日一、单选题1-5DABBC 6-10ACDCA11-15BADCD二、填空题216.

lgps

1， [lgps简单流) lgps(研究流)]17.

r0.7 r

r 0.7pV0；2pV20T,c TpV0；2pV20T,c T,c0普遍化维里方程；普遍化压缩因子法过程的不可逆而引起的熵增加造成的；过程的热损失所造成的H1x2H1x2；H22H1x11热交换；非可逆过程按质用能，按需用能等压冷却过程、绝热压缩过程低品位的能量；利用的较高温度三、判断分析题(此题无答案，学员可自由发挥，不可空题）三、判断分析题(此题无答案，学员可自由发挥，不可空题）的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子。Virial系数，如、C，…是温度和组成的函数。纯物质的三相点随所处的压力或温度的不同而改变。用一个相当精确的状态方程，就可计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。系统经历一绝热可逆过程，其熵没有变化。在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽Gibbs0（M是摩尔容量性质。对理想溶液的某一容量性质M，有Mi。10cm3的液体水与20cm330cm3。系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。的过程。稳定流动过程的能量积累为零，熵的积累为零。Carnot任一实际过程进行后，总有效能总是减小的。Rankine循环热效率，可采取无限提高进入透平机蒸汽的压力和温度。Rankine循环热效率，可采取无限降低气轮机的泛气温度。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。Virial方程结合一定的混合规则后，也能作为EOS的模型。和p对化学平衡常数均有影响。是该反应进行方向的判据。四、计算题解：由题意，存在nlnf=nA+nBx2-nCx2，即nlnf=nA+Bn2-nCn22/n，则根据偏摩尔性质定义有：

fˆln1x1

(nlnfn1

]T,P,n2

ACx22(nlnf)ln2[

ABC(2

x2)x n2

T,P,n 2 22取Lewis-Randall规则为标准逸度，则 flim(1)eA;flim(2)eABC1 xx 2 xx而ln1

ln(

1 1 2 21f1fx1 1)Cx2;lnln(2 22fx2 2)Cx22所以GE/RT=x1lnγ1+x2lnγ2=Cx1x2五、计算题1q解：逆向Carnot循环的制冷系数： 0qC WS

TLT TLH LT T

253

5.06C T TH L

303253单位制冷剂耗功量：设制冷剂循环量为mkg·s-1，单位制冷剂提供的冷量为q0Qmq0

35kJs1Q q0mq0 0QC W mWs mWs sPmWT

Q0

355.06

6.92kJs16.92kWC2(363T3

)3(T3

283)解得：T3

315.5K六、计算题2分）273K（冷却水的温度，所以蒸汽得到了最大限度的利用。但这是蒸汽也不可能将全部热量都输向高温热源，总有部分热量Q低了。由题知，蒸汽通过装置能连续地向高温传热Q1，饱和蒸汽经过装置这一系统，应用稳流过程热力学第一定律关系式：H=Q-Ws。由于没有轴功，即Ws=0，所以蒸汽经过该装置所放出的总热量为Q=ΔH=H2-H1=Q高+Q低=0-2680