化工热力学课程考前辅导.ppt

1、基本概念是热力学的灵魂，因此正确理解是学习化工热力学的基础。基本概念：系统及其性质：环境及其性质：热力学函数是：基本特征量：热力学函数是：基本特征量：状态函数和过程函数，强度性质和容量性质，平衡状态和可逆过程，热力学过程和循环，三个理想化的概念：理想气体：理想溶液：理想溶液，可逆过程：可逆过程，(1)为什么引入这些理想概念，它们的作用是什么？(2)这些理想化概念的定性表达和定量关系。纯物质三次状态方程的P-V-T关系状态方程：范德瓦尔斯、RK(SRK)、PR、PT方程等多参数状态方程：维里尔、WBR、MH方程等相应的状态原理及其应用：双参数和三参数方程；混合物之间的p-V-T关系以及流体的蒸气

2、压、蒸发焓和蒸发熵等混合规律的广义维里方程：算术平均和几何平均液体之间的p-V-T关系，系统的特征量第二章，难点：知道p，T，(x)，计算V。方法：三次方程的迭代解或解析解，计算类型：p-V-T-(x)之间的相互计算，热力学性质之间的关系，热力学基本方程，单相系统的热力学性质， 熵S、热力学能U、焓H和吉布斯自由焓G的计算，用剩余性质计算系统的热力学性质，用状态方程计算热力学性质，气体热力学性质的推广和纯组分的逃逸，纯物质饱和热力学性质的计算，热力学图/表，麦克斯韦关系，系统的热力学函数第3章，所有这些都是针对封闭系统给出的，基于一些基于理想气体的一般结论和关系。 吉布斯函数(G函数)是这门课

3、程的主线，它反映了真实气体和理想气体性质的差异，这就是所谓的剩余G函数。与逸度或逸度系数的关系：重点和难点：系统热力学函数的计算方法，理解：G函数偏导数与温度和压力的关系和意义：均相开放系统的基本热力学方程，偏摩尔量的定义及其与摩尔量的关系，Gibbs-Duhem方程，混合过程中性质的变化，混合物中组分的逸度和计算方法，过剩性质的关联，过剩函数模型和活度系数。第四章给出了开放系统的理想解及其标准构型，以及系统的热力学函数，这些都是基于混合物的理想气体状态方程和从理想解得到的一些一般结论和关系。它反映了真实解和理想解之间的差异，称为超额吉布斯函数。与活度或活度系数的关系是，实验数据热力学一致性检

4、验的基础吉布斯-迪昂方程是一个微分方程，因此有必要掌握微积分的计算，以及理想解的定性表达和定量关系；引入标准配置的目的和两种情况下的标准配置。活度、活度系数及其标准配置；各种形式的活度系数模型，平衡章节：相平衡和化学反应平衡，平衡性质和标准，混合物汽液平衡关系(温度t，压力p，各相组成)的确定及其表达式：相图，汽液平衡的计算类型和方法：t，p，x，Y相互计算和双迭代循环计算方法气液平衡计算吉布斯-迪昂方程用于热力学一致性检验汽液平衡计算汽液平衡数据，相平衡第5章， 具有恒(共)沸点特性：汽液两相组成相等，即Xi=易，掌握单相封闭系统和多相复杂系统之间化学反应的计量关系； 掌握反应平衡常数与标准

5、自由焓变化的关系，计算平衡常数和平衡组成；为了了解温度对天平组件的影响工程热力学：热力学第一和第二定律及其工程应用，第六章，开放系统热力学第一定律，稳定流和可逆过程，可逆轴功和实际轴功的计算，气体压缩和膨胀过程的热力学分析，节流和等熵膨胀过程的温度效应，开放系统热力学第一定律，稳定流过程及其在各种特殊条件下的应用， 目的是用状态函数的变化来计算：热：q，功：Ws，热力学第二定律第七章，热力学第二定律的定性表达式和熵平衡方程； 明确一些基本概念，如系统与环境、环境状态、可逆热功转换装置(卡诺循环)、理想功与损失功、有效能与无效能等。运用熵平衡方程、理想功和损失功的计算以及有效能量平衡法对化工单元

6、过程进行热力学分析，并对能量利用和消耗进行评价。稳流过程的熵平衡方程：有效能的综合利用：理想功和有效能也是吉布斯函数。理想功，有效能，目的是利用状态函数变化和第一定律计算熵产，它来源于热交换量Q，理想功和损失功的计算及其对流体流动、传热、混合和分离等化学单元过程的分析，化学过程能耗、环境及其状态的评价和判据，有效能的计算及其对流体流动、传热、混合和分离等化学单元过程的分析。分为第一定律效率(热机效率)和第二定律效率(热力学效率或有效能量效率)，朗肯循环的热力学分析方法，热效率和燃气消耗率的概念和计算，以及朗肯改进方法。逆向卡诺循环和蒸汽压缩制冷循环的基本组成、制冷系数和单位制冷剂循环的计算；热

7、泵的基本概念及其在工业生产中的应用：热力循环过程第八章的核心是利用第一定律及其效率(热机效率)来分析和评价每个热力过程。使用第二定律及其效率(热力学效率或有效能量效率)进行评估将更加复杂。热效率是发动机效率、制冷系数和制热系数的比值。内容包括：基本概念题：计算题：真或假，选择题：单项或多项选择题，第二部分：例题分析与详解，真或假题，1。热力学基本关系只适用于可逆过程。()、2 .因为剩余函数是两个等温状态的性质之间的差，所以它不能用于计算性质随温度的变化。()、3 .在蒸汽恒温过程中，热力学内能和焓的变化值为零。()、4 .对于理想解的某个容量性质，5.在常温常压下，将10cm3液态水与20

8、cm3液态甲醇混合后，总体积为30 cm3。系统混合过程的性质变化与系统相应的过剩性质相同。()、7 .理想的溶液是在全浓度范围内，每种成分都遵循刘易斯-兰德尔定律。()、8 .在与理想解有负偏差的系统中，每个组分的活度系数大于1。在夏天，炎热的太阳也可以用来创造一个凉爽的工作环境。()10 .损失功与孤立系统的总熵变化有关。总熵变化越大，损失功越大，因此系统的不可逆性应该最小化。()、11。当两种温度和压力相同的纯物质混合成理想溶液时，混合过程中的温度、压力、焓和吉布斯自由能的值保持不变。()12 .对于二元混合物体系，当组分2在一定浓度范围内符合亨利法则时，组分1在相同浓度范围内符合刘易斯

9、-兰德尔法则。()、13。理想溶液在一定温度和压力下的组分逸度与其摩尔分数成正比。()14 .理想的气体混合物是理想的解决方案。()、15。对于理想的解决方案，混合过程中的所有性质变化都为零。()16 .为在蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量必须等于制冷剂冷却和冷凝释放的热量。()20。有些人认为热泵本质上是一种能源开采机器。()、21。逸度也是热力学性质。溶液中组分I的逸度与溶液逸度之间的关系是。()、22。冬天，室内温度从10度提高到20度，空调比电热器省电。()23 .对于不可逆绝热循环过程，由于其不可逆性，孤立系统的总熵变化大于零。()、24。理想的功，当被执行时，理论上可能

10、产生最大的功或必须消耗的最小的功，所以理想的功是可逆的功，它也是有效能量的负值。()是指在一定的环境条件下，系统的状态变化是一个完全可逆的过程。25.只有偏摩尔吉布斯函数等于化学势，所以它是最有用的。威尔逊方程是工程设计中描述活度系数最广泛使用的方程。然而，它不适用于液-液部分混溶系统。()、27。汽液平衡关系的适用条件是理想气体和理想溶液。()、28。汽液平衡关系，液相。()的适用条件在低压下不理想。29.在二元体系(1)(2)的汽液平衡中，如果(1)是轻组分，(2)是重组分，那么、混合物汽液图中的泡点曲线代表饱和汽相，而露点曲线代表饱和液相。().对于负偏差系统，液相活度系数总是小于1。(

11、)32。在一定压力下，成分相同的混合物的露点温度和泡点温度不能相同。在组分(1)和组分(2)二元体系的汽液平衡中，如果组分(1)是轻组分，组分(2)是重组分，如果温度不变，体系的压力将随温度的升高而增加。()、34。理想系统的汽液平衡等于1。()、35。对于理想系统，汽液平衡常数只与t有关，与组成无关。()、36。能够满足热力学一致性的汽液平衡数据是高质量的数据。()37。即使工作介质没有相变特性，也能实现制冷循环和动力循环。()38。制冷循环可以产生低温和高温。()39。因为实际循环的热效率与工作介质的性质有关，所以它违反了热力学第二定律。()40。对于动力循环，热效率越高，所做的功就越大；

12、对于制冷循环，制冷系统越大，功耗越小。()、单项选择或多项选择问题，1。纯物质的第二维里系数。它只是温度的函数。它是温度和压强的函数。它是温度和压强的函数。它是任何两个强度性质的函数。2.温度为3时过冷纯液体的压力。二元气体混合物(c)a . 0.9097 b . 0.89827 c . 0.8979d . 0.9092、4。流体在稳流装置中经历了不可逆的绝热过程，该装置产生的功为24kJ，则流体的熵变化(A)大于零，B小于零，C等于零，可以是正的，也可以是负的。仅适用于溶剂组分b。仅适用于溶质组分c。仅适用于稀溶液的溶质组分d。阶段适用于稀溶液的溶剂，6。RK方程、PR方程等。是实用的三次方

13、程。摩尔体积v有三个实根或一个实根，当有一个实根v值(另外两个是虚根)时，v值为(c)。饱和液体体积，饱和蒸汽体积，过热蒸汽体积，过冷液体体积，7。热源温度为1200千，环境温度为300千，高温热源提供的1000焦耳无效能量为(甲)焦耳.公元前250年750年300年400年8。从相同的初始状态开始，高压氮气经过两个不同的膨胀过程，达到相同的最终状态。众所周知，一个不可逆过程的焓变化为50kJ/kg，而另一个可逆过程的焓变化为(C )kJ/kg。a .大于50 b .小于50 c .等于50 D .不确定。混合物体系中物质的偏摩尔焓定义为(d)。，10岁。以下措施(a)是为了提高兰金蒸汽动力循

14、环的热效率和汽轮机出口废气的干燥度。a .提高汽轮机入口温度b .提高汽轮机入口压力c .提高汽轮机排气压力d .降低汽轮机出口排气压力。11.水处于过热蒸汽状态，其自由度为(c)。如果要查询水的过热蒸汽热力学性质表，就需要(c)独立状态参数的已知条件。0 B. 1 C. 2 D. 3，12。在热机的一个实际循环之后，系统(c)中工作介质的熵变化。0或0，13。传热率单位不正确(b)。百万千瓦/小时百万千瓦/小时百万千瓦/小时百万千瓦/小时。下面讨论的错误是(d)。A. P-R方程可同时应用于汽液两相计算，精度高。B. R-K方程可同时应用于汽液两相计算，精度高。活度系数可大于1或小于1 d。

15、压缩系数只能大于1但不能小于1。如果一种真实气体和一种理想气体被用作两个恒温热源卡诺理想循环的工作流体，试着比较这两个循环的热效率。前者大于后者。两者相等。前者小于后者。没有可比性。16。在相同的初始状态下，与两种方案相比，哪种方案的冷却效果更好？前者是前者，后者是后者。两者是相同的，它们是不可比较的。)在膨胀压力(P)、等熵膨胀和节流膨胀条件下。17.对于流体混合物，以下公式是错误的(a)。理想溶液的卡诺理想循环，试比较这两个循环的热效率。前者大于后者。两者相等。前者小于后者。没有可比性。18.皮策用偏心因子计算第二维里系数的广义关系是(c)。19岁。关于下面，正确的关系是(c)。b .c .d .a .20 .在以下偏摩尔自由焓表达式中，误差为(C)。21岁。气液平衡关系，无限条件，理想气体和非理想溶液，理想气体和理想溶液，非理想气体和理想溶液，适用条件，22。泡点的轨迹称为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _