2010-化工熱力學(xué)期末考試開卷A及答案

1、南京工業(yè)大學(xué)化工熱力學(xué)試題（A水平）卷（開）20092010年度第二學(xué)期 使用班級化學(xué)工程與工藝專業(yè)07級 2010.5班級 學(xué)號 姓名 成績二水平考試（共50分）1.（12分）液化氣是一種熱值很高的理想民用氣體燃料，主要成分為丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。我國境內(nèi)的氣瓶在-4060的環(huán)境溫度下使用，在設(shè)計鋼瓶結(jié)構(gòu)時已充分考慮鋼瓶容積的安全性。當(dāng)環(huán)境溫度15、充裝的液化石油氣剛好達(dá)到規(guī)定的充裝量時，鋼瓶內(nèi)尚有15%的氣相空間。以丙烷為主要物質(zhì)，試計算當(dāng)環(huán)境溫度升高到60時鋼瓶內(nèi)的液化氣狀態(tài)（即60時鋼瓶內(nèi)丙烷的汽相體積分率及壓力）已知：15時丙烷的飽和液體體積Vl：1.9803L/Kg，飽和汽體體積

2、Vg：61.46 L/Kg；60時丙烷的飽和液體體積Vl：2.3122L/Kg，飽和汽體體積Vg：19.66 L/Kg2(12分)用公式表示二元體系下列性質(zhì) 之間的關(guān)系。3(12分) 在二元溶液A-B中，汽相為理想氣體，液相的活度系數(shù)由下式表示：lnA=, 已知90時,=1.Pa，=9.Pa，試求：（1） 當(dāng)xA=0.2時，汽液平衡的總壓是多少？（2） 此溶液能否生成共沸物？為什么？4.（14分）1 kg甲烷由98.06 kPa，300K壓縮后冷卻到6.667 kPa，300K。若壓縮過程耗功 1021.6 kJ，試求（1）冷卻器中需要移去的熱量；（2）該過程的損失功；（3）該過程的理想功；（

3、4）該過程的熱力學(xué)效率。環(huán)境溫度為T0=300 K。已知：98.06 kPa, 300K時 H1= 953.74 kJkg-1，S1=7.0715 kJkg-1K-1。6.667 kPa, 300K時 H2 = 886.76 kJkg-1，S2 = 4.7198 kJkg-1K-1。南京工業(yè)大學(xué)化工熱力學(xué)試題（A水平）卷（開）參考答案1.（12分）液化氣是一種熱值很高的理想民用氣體燃料，主要成分為丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。我國境內(nèi)的氣瓶在-40-60的環(huán)境溫度下使用，在設(shè)計鋼瓶結(jié)構(gòu)時已充分考慮鋼瓶容積的安全性。當(dāng)環(huán)境溫度15、充裝的液化石油氣剛好達(dá)到規(guī)定的充裝量時，鋼瓶內(nèi)尚有15%的氣相空間，以

4、丙烷為主要物質(zhì)試計算當(dāng)環(huán)境溫度升高到60時鋼瓶內(nèi)的液化氣狀態(tài)（即60時鋼瓶內(nèi)丙烷的液相體積分率或汽相體積分率及壓力）已知：15時丙烷的飽和液體體積Vl：1.9803L/Kg，飽和汽體體積Vg：61.46 L/Kg60時丙烷的飽和液體體積Vl：2.3122L/Kg，飽和汽體體積Vg：19.66 L/Kg1. 假設(shè)液化氣罐體積為1L（或V升），則當(dāng)環(huán)境溫度15時，液體體積為0.85L，氣體體積0.15L，1L液化氣重量為：比容：液化氣罐升溫是恒容過程設(shè)60時氣相空間為x則： 即 60時氣相空間為0.235%，液相空間為99.765%此時的壓力為60時丙烷的飽和蒸汽壓查附錄4可知，在312-368K范圍內(nèi)，丙烷的安托因常數(shù)分別為：A=6.，B=1348.283，C=326.9121或可用R-K 方程解（理論值為：2118KPa）2解：3. 解：（1） （對稱方程） （2分） 當(dāng)組分1的摩爾組成為0.2時 （1分） （3分）（2）方法一： （3分）假若能生成生成共沸物 1 （3分） 1.4731 （1分） 該體系不存在恒沸點(diǎn)。 （2分）方法二： （3分）端點(diǎn)1： （2分）端點(diǎn)2： （2分）是xA的連續(xù)系數(shù)，當(dāng)xA=0時， xA=1時，中間不通過點(diǎn)，所以該體系不存在恒沸點(diǎn)。 （2分）4.