化工熱力學(xué)作業(yè)題

1、第一章 緒論1. 你能說出“熱質(zhì)說”與“熱動(dòng)說”兩種觀點(diǎn)的根本區(qū)別嗎？2. 熱力學(xué)第一定律創(chuàng)建的充分條件是什么？3. 解釋可逆過程與不可逆過程。4. 何為強(qiáng)度性質(zhì)，何為容量性質(zhì)？5. 經(jīng)典熱力學(xué)與分子熱力學(xué)的根本區(qū)別是什么？第二章 流體的P-V-T關(guān)系1. 用下列方法計(jì)算200oC及10atm下異丙醇?xì)獾膲嚎s因子與體積（1） 取至第三維里項(xiàng)內(nèi)的維里方程，實(shí)驗(yàn)測定的維里系數(shù)B=-388cm3/molC=-26000cm3/mol2（2） 用普遍化第二維里系數(shù)法計(jì)算（3） 用R-K方程，由Tc，Pc直接計(jì)算常數(shù)a、b已知異丙醇的物理常數(shù)為：Tc=508.2KPc=50.0atmVc=220.4cm

2、3/molW=0.7002. 比較分別用普遍化方法與理想氣體定律計(jì)算136atm，920K下的水蒸氣比容的結(jié)果，并與水蒸氣表對(duì)照。3. 為了生產(chǎn)液氧，需將氧氣由大氣壓力及22oC加壓冷卻至100atm，183K，如原有體積3L氧氣，求被壓縮后氣體的體積。4. 1mol氨在673K時(shí)占有體積70ml，試用普遍化壓縮因子及R-K方程計(jì)算其壓力，并與理想氣體的計(jì)算結(jié)果相比較。第三章 純物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)1. 推導(dǎo)以下方程：1）2）3）4）5）6）2. 使用合適的普遍化關(guān)聯(lián)式計(jì)算1kmol的1, 3-丁二烯當(dāng)其從2.53MPa及127oC壓縮至12.67MPa及277oC時(shí)的、。已知丁1, 3-丁二烯在

3、理想氣體狀態(tài)時(shí)的定壓摩爾熱容為：3. 運(yùn)用R-K方程求算125oC、10MPa下丙烯的剩余焓與剩余熵（假設(shè)該狀態(tài)下的丙烯服從R-K狀態(tài)方程）。4. (1)氣體由20oC，2.0m3（狀態(tài)1）經(jīng)絕熱可逆過程到150oC，1m3（狀態(tài)2），輸入功為100kJ，求其內(nèi)能變化。(2)初態(tài)同(1)，經(jīng)恒容過程加熱到150oC(狀態(tài)3)，需熱量95kJ，問此過程內(nèi)能如何變化？(3)(2)中處于狀態(tài)3的氣體經(jīng)等溫壓縮到1.0m3（狀態(tài)2），同時(shí)移走185kJ熱量，問內(nèi)能如何變化？需功若干？（按封閉系統(tǒng)計(jì)算）5. 水蒸氣從可逆絕熱膨脹到,試求每千克水蒸氣所做的軸功。第四章 均相混合物的熱力學(xué)性質(zhì)1. 在T、P

4、為常數(shù)時(shí)，曾有人推薦用下面一對(duì)方程來表示二元系偏摩爾體積數(shù)據(jù)： 式中，a、b是溫度和壓力的函數(shù)，試問從熱力學(xué)角度考慮，上述方程是否合理？2. 某二元系溶液，混合物的逸度可表示為的函數(shù)，組分1,2均取Lewis-Randall規(guī)則為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，試求：(1)(2)該溶液是理想溶液還是非理想溶液？3. 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到25oC,1atm下某二元溶液的摩爾焓 （H的單位為J/mol，x1是組元1的摩爾分?jǐn)?shù)。)試推出此條件下：(1)；(2)H1和H2的值；(3)和的值；(4)以同溫同壓下純態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，和的表達(dá)式。4. 在30oC、10.133kPa下，苯（1）-環(huán)己烷（2）的液體混合物摩爾體積可用V=(1

5、09.4-16.8x1-2.64x12)×10-6表示，式中x1為苯的摩爾分?jǐn)?shù)；V的單位是m3/mol，求算30oC、10.133kPa下，、的表達(dá)式。第六章 化工過程能量分析1某廠有一輸送90oC熱水的管道，由于保溫不良，到使用單位時(shí)，水溫已降至70oC,試求水溫降低過程的熱損失與損耗功，設(shè)大氣溫度為25oC，已知水的比熱容Cp=4.18J/(mol·k)。2試算在穩(wěn)定流動(dòng)過程中溫度為813K，壓力為5.0MPa的1kmolN2所能給出的理想功。假設(shè)N2為理想氣體，取環(huán)境溫度為288K，環(huán)境壓力為0.1MPa。N2的摩爾等壓熱容為。3將1MPa、527oC的空氣與0.1M

6、Pa、27oC的空氣相混合，若兩股空氣的質(zhì)量流率之比為1:3，混合過程為絕熱可逆，問混合后的空氣的壓力、溫度各為多少？假設(shè)空氣為理想氣體，。4壓力均為p、溫度均為T0的兩股理想氣體在混合器中進(jìn)行等溫混合，混合前兩股氣體的流量分別為n1、n2（mol/h），試證明理想氣體等溫混合熵產(chǎn)生為，其中yi為摩爾分?jǐn)?shù)。5某換熱器完全保溫，熱流體的流量為0.042kg/s，進(jìn)出換熱器的溫度分別為150oC、35oC，其等壓比熱容為4.36kJ/(kg·K)，冷流體進(jìn)出時(shí)的溫度分別為25oC、110oC，其等壓比熱容為4.69kJ(kg·K)，試計(jì)算冷熱流體有效能的變化、損耗功與有效能效率

7、。6某廢熱鍋爐采用高溫?zé)煔猓梢暈槔硐霘怏w）為加熱介質(zhì)，其流量為230kmol/h，Cp=36.0kJ/kmol，煙氣恒壓下從1000oC降到380oC，設(shè)備熱損失為4.10688×105kJ/h。鍋爐進(jìn)水為10MPa的飽和水，試求：（1）可產(chǎn)10MPa的飽和蒸汽量(kg/h)；（2）該鍋爐的熱效率；（3）該鍋爐的損耗功；（4）該鍋爐的熱力學(xué)效率。已知環(huán)境溫度為300K，10MPa飽和水、飽和蒸汽的焓、熵分別為：H1=1407.6kJ/kg，Hg=2724.7kJ/kg，SL=3.359kJ/(kg·K)，Sg=5.614kJ/(kg·K)。第七章 壓縮 膨脹 制冷 液化1. 試比較節(jié)能膨脹與對(duì)外做功絕熱膨脹操作的異同點(diǎn)。2. 某制冷機(jī)采用氨作為制冷劑，制冷能力為60 000kJ/h，蒸發(fā)溫度為-15oC，壓縮機(jī)為絕熱可逆，壓縮后蒸汽冷凝溫度為30oC，采用節(jié)流膨脹閥，試計(jì)算：1）節(jié)流后制冷劑內(nèi)的液體含量；2）制冷劑的循環(huán)量；3）壓縮機(jī)處理的蒸汽量；4）壓縮機(jī)所需的功率；5）制冷系數(shù)；6）該循環(huán)作逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。TOSL41233. 某蒸汽壓縮制冷循環(huán)，制冷量Q0=4×104kJ/h,蒸發(fā)室溫度為-10oC,若冷凝器用水冷卻