化工热力学习题

PAGEPAGE13第一章绪论

化工热力学习题是非题凡是体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则体系既不吸热也不放热。当n摩尔气体反抗一定的压力做绝热膨胀时，其内能总是减少的。理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。封闭体系中有两个相, 。在尚未达到平衡时，, 两个相都是均相敞开体系达到平衡时，则, 两个相都等价于均相封闭体系。选择题AQ BQ+W, CDQ（W=0）,A真实气体在 的条件下，其行为与理想气体相近。A高温高压 B低温低压 C低温高压 D高温低压下列各式中哪一个不受理想气体条件的限制A△H=△U+P△V BCPm-CVm=RC填空题

=常数 DW=nRTln（V2╱V1）状态函数的特点是：普适气体常= MPac3mo-1-= kPa3kmo-1-1= Jmo-1K-1= calmol-1K-1。在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3，所作之功为 若使水的表面增大们所要作的功是 J水的表张力是72ergcm-2)。1MPa= Pa= bar= atm= 。单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 和 。T1molP，VP，V)，则所做i i f f的功为 以V表)或 以P表)。第二章流体的P-V-T关系是非题当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。选择题virialBA仅的函数 B是和的函数 C是和的函数 D是任何两强度性质的函数virial方程，必须至少用到A.第三virial系B.第二virial系C.无穷项D.只需要理想气体方程数数P0时，纯气体的PV的值为0 B.很高时0 C.与第virial系数有关

D.在Boyle温度时为零填空题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 。Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为 、 、 和 。简述对应态原理 。对于纯物质一定温度下的泡点压力与露点压力 （相不同一定温度下的泡点与露点，在图上是 的重叠／分)，而在P-V图上是 的重叠／分泡点的轨迹称为 露点的轨迹称为 饱和汽液相线与三相线所包围的区域称为 。纯物质汽液平衡时，压力称为 ，温度称为 正丁烷的偏心因=0.193，临界压力P=3.797MPa则在T时的蒸汽压为 。c r计算题25℃时的汽化焓。工程设计中需要乙烷在 3446kPa和93.33℃下的体积数据，已查到的文献值0.02527m3/kg，试应用下列诸方法进行核算：两参数压缩因子法；三参数压缩因子法；S-R-KP-RBerthlot乙烷的特性常数为：T305.4K,pc

4.884MPa,0.098,M30.070P-相图，并在图上指出(a(b（））（））(h)(i)T>T、T<TT=T的等温线。c c c第三章流体的热力学性质是非题体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。吸热过程一定使体系熵增，反之，熵增过程也是吸热的。热力学基本关系式只适用于可逆过程。当P0时，fP。MPMigP0（M是摩尔性质。纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dGRTdlnf。吉氏函数与逸度系数的关系是PGigPRTln（G(TP)Gig,P1)RTlnf）理想气体的状态方程是P用逸度f方程。选择题的关系为B.H>U C.H=U D.不能确定为V RTln 2

V b0 C.Rln 2

VD.Rln 2Vb

b V吉氏函数变

关系为G

T,

G

RTlnP则Gx的状态应该为1和下纯理想气体B.和零压的纯理想气体 C.和单位压力的纯理想气体 对于一均相体系，T T

S 等于PV PV

零 B.C/C

C.R

D.T VPP VVP计算题

(a)分别用PR方程和三参数对应态原理计算，312K的丙烷饱和蒸汽的逸度（参考答案1.06MPb）P3127MP(c1~7MPa为2.06cm3g-1，且为常数。初态终态T1冷凝一半要T2P初态终态T1冷凝一半要T2P1P2Vsv1Vsv2Usv1Vsl2Usv2Usl2Pb)RTP中，温度是随压力的下降而上升。第四章流体混合物的热力学性质是非题在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。Mi

M 。i之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。10cm320cm3的液体甲醇混合后，其总体积为30。均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有M nM 。t i iHenryHenry、组成都有关。符合Lewis-RandallHenry规则的溶液一定是理想溶液。填空题某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为H

bx2H

bx2，则b与b的关系是 。2

1 1 1

2 2 21 1等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系 。由混合物的逸度的表达式Gi

GigRTlnfi

知，Gig的状态为 。i二元混合物的焓的表达式为 HxH1 1

xH2

xx12

，则H ；1H 。2计算题设有一含20摩尔分数35%B和45%C6079.5kPa348.2KA，BC0.7，0.60.9的逸度。在一定下，二元混合物的焓为Hax1

bx2

cxx12

其中，a=15000，b=20000，=-20000单位均Jmo-，求(a)H,H （b）H,H,H,H。1 2 1 2 1 2298.15K，若干1kgV1001.3816.625nt

1.773n3/B

0.119n2B

(cm3)。求nB

=0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔V,V 。A B第五章化工过程的能量分析是非题

Q即过程的熵变。T系统熵增加的过程必为不可逆过程。功可以全部转变成热，但热一定不能全部转化为功。选择题1.理想气体流过节流阀，其参数变化为 A⊿T＝0,⊿S＝0 B⊿T＝0,⊿S＞0C⊿T≠0,⊿S＞0 D⊿T＝0,⊿S＜02）孤立体系的熵永远增加。在绝热的条件下，趋向平衡的过程中，体系的熵增加。孤立体系的熵永不减少。上述表述中全部错误的是A、(1)(4)；B、(2)(4)；C、(2)(3)；D、(1)(2)3．在△H＋g△Z＋0.5△u2=Q+W中，如果u的单位用m/s,则H的单位为:sA、J/s 、kJ/kg J/kg 、kJ/g填空题生的最大功或者必须消耗的最小功。此处完全可逆是指：（1） ；（2） 。环境温度305K。已知空气的比热容为29.3kJ/（kmol·K）,冷却45kmol/min的空气从初始温度305K降低到278K所需的最小功率N 。min假设环境温度T＝2273.1＝298.1KQ0如果空气绝热节流膨胀，从2100kPa降到100kPa不做任何功，过程的熵变为 若传热以及位能和动能变化均可忽略，此过程所生的功损失为 。计算题1kmol（1470kPa538t=16℃）在流动过程中可能0得到的最大功。由过热水蒸气表查得初始态时的焓与熵分别为H=3543.34kJ/kg， S=7.6584kJ/（kg·K）1 1由饱和水蒸气表可查得终态时水的焓与熵分别为H=67.18kJ/kg， S=0.2389kJ/（kg·K）2 2一冷冻机连续冷却一盐水溶液，使其温度有21℃27℃的大气中。确定冷冻机所需绝对最小功率，如果每小时冷却25m3盐水，必须放给大气多少热C3.5kJ（k·，＝1150kg/。P25℃0.1Mpa1.0Mpa0.6，求需要的功为多少？0.1013Mpa的饱和水蒸汽被绝热压缩至０.25℃，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:H1

S=7.3549kJ·kg-1·K-1。10.3MPa280H2

S=7.6299kJ·kg-1·K-12第六章蒸汽动力循环和制冷循环选择题1.蒸汽压缩制冷循环过程中制冷剂蒸发吸收的热量一定 制冷剂冷却和冷凝放出的量A大于 B等于 C小于5０KQK-QL H过程是绝热的，向制冷机输入的功为Ws，判断下列问题的性质。(1).Q=2000kJ Ws=400kJL(2).Q=1000kJ Q=－1500kJL H(3).Ws=100kJ Q=－700kJHAB不可逆的C不可能的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C制冷剂的循环速率 D压缩机的功率填空题为使冷库保-20℃,需将419000kJ/h的热量排向环境，若环境温度T0=27℃，理想情下每小时需要消耗的最小功为 ；排向大气的热量为 。利用热泵从90℃的地热水中把热量传到160℃的热源中，每消耗1kw电功，热源最多得到 热量？影响朗肯循环效率的主要因素是：回热是指：逆卡诺（Carnot）循环中，冷、热源温差越大，制冷系数 。蒸汽压缩制冷循环的制冷系数与 有关，提高制冷系数的方法是：评价蒸汽动力循环的经济性指标是等熵效率的定义为：计算题在2℃时，某气体的P-V-T可表达为PV=R+6.×104，在230MPa行节流膨胀，向膨胀后气体的温度上升还是下降？某蒸汽压缩制冷循环，制冷量Q3×104kJ·h-1-15℃，冷凝器用水冷0却，进口为8℃。若供给冷凝器的冷却水量无限大时，计算制冷循环消耗的最小功为多少？如果冷凝器用室温（25℃）空气冷却时，其消耗的最小功又是多少？实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程，为何采用节流阀而不用膨胀机？如果用膨胀机，请在T—S图上标出哪些面积代表膨胀机回收23423414第七章相平衡是非题c汽压只可以从诸如Antoine等蒸汽压方程求得，而不能从已知常数的状态方程（如PR方程）S求出，因为状态方程有三个未知数(P、V、T)中，只给定了温度T，不可能唯一地确定P和V。在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。由1（）下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为x,y1 1

，若体系加入10mol的组分（1，在相同下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为x'y'x'xy'y。1 1 1 1 1 1在（）-2）的体系的汽液平衡中，若）（）是重组分，若温度一定，则体系的压力，随着x1的增大而增大。K1。iK(=y/x有关，而与组成无关。i i i。virialZ1选择题

BPEOS法计算汽液平衡的模型。RT,A ;1 1

x2

B 1;1 2

1x1ln1

x2

;ln2

x1

ln1

2;ln2

x21vl的适用的条件i iA无限制条件B低压条件下的非理想液相C理想气体和理想溶液D理想溶液和非理想气体汽液平衡关系

Psx

的适用的条件i i iA无限制条件B低压条件下的非理想液相C理想气体和理想溶液 D理想溶液非理想气体14．二元气体混合物的摩尔分y=0.，在一定下，ˆ 0.938,ˆ 08812，则此时11 2混合物的逸度系数为。A0.9097计算题

B0.89827 C0.8979 D0.9092在常压和25x1

0.059的异丙醇(1)-苯(2)溶液的汽相分压（异丙醇的）是5866和13252Pa(a的活度系数（对称归一化；(b)求该溶液的GE。800<x≤0.02Henry规则，B且B的分压可表示为p 66.66x (kPa)。另已知两组分的饱和蒸汽压为B BPs133.32,PsA B

33.33(kPa)，求80℃和x=0.01时的平衡压力和汽相组成；若该液相B80℃x=0.01时的平衡压力和汽相组成。B2512平衡的液相（和相）组成为xa0.05， x0.052 1已知两个纯组分的蒸汽压为psat1

65.86kPa ， psat2

75.99kPa试合理假设后确定下各项数值：1，2和相中的活度系数

和；1 2平衡压力p；平衡气相组成y1是非题和p化学平衡常数均有影响。很明显，反应物的浓度或压力可以使化学平衡移动，所以就可以改变平衡常数。化学反应的G0是该反应进行方向的判据。若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化0为正值T，pT，V是有G为极小值。改变反应温度，不但可以使化学平衡移动，而且可以改变平衡常数。化学反应的G0是该反应在标准状态下进行方向的判据Gib