化工熱力學習題集

1、模擬題一一單項選擇題（每題1分，共20分）1. T溫度下的過冷純液體的壓力P（ A ）A. >B. <C. =2. T溫度下的過熱純蒸汽的壓力P（ B ）A. >B. <C. =3. 能表達流體在臨界點的P-V等溫線的正確趨勢的virial方程，必須至少用到（ A ）A. 第三virial系數(shù)B. 第二virial系數(shù)C. 無窮項D. 只需要理想氣體方程4. 液化石油氣的主要成分是（A ）A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷B. 甲烷、乙烷C. 正己烷5. 設Z為x，y的連續(xù)函數(shù)，根據(jù)歐拉連鎖式，有（ B ）A. B. C. D. 6. 關(guān)于化學勢的下列說法中不正確的是( A

2、) A. 系統(tǒng)的偏摩爾量就是化學勢       B. 化學勢是系統(tǒng)的強度性質(zhì) C. 系統(tǒng)中的任一物質(zhì)都有化學勢    D. 化學勢大小決定物質(zhì)遷移的方向 二、填空題 1. 純物質(zhì)的臨界等溫線在臨界點的斜率和曲率均等于_ _，數(shù)學上可以表示為_和_。2. 根據(jù)Pitzer提出的三參數(shù)對應態(tài)原理，計算給定T, P下純流體的壓縮因子Z時，可查表得到_、_，并根據(jù)公式_，計算出Z。如果無法查表，也可根據(jù)截斷的Virial公式，利用B0, B1僅為對比溫度的函數(shù)，計算出B0, B1，根據(jù)公式_，計算出B，

3、從而得到Z的數(shù)值。3. 熱力學第一定律的公式表述（用微分形式）：_。熱力學第二定律的公式表述（即熵差與可逆熱之間的關(guān)系，用微分形式）：_。4. 幾個重要的定義公式：焓H=_；自由能A=_；自由焓G=_。5. 寫出下列Maxwell關(guān)系式： _；_。6. 二元混合物的焓的表達式為 ，則 ； 。7. 填表偏摩爾性質(zhì)()溶液性質(zhì)(M)關(guān)系式()Hln fln ln iM四、計算題1. 利用Maxwell關(guān)系式等，將純流體的表示成的函數(shù)。答 （即dS表示成dT和dP的函數(shù)），等壓條件下，所以，由Maxwell方程可知，因此，2. 25，0.1MPa下組分1和2形成溶液，其體積可由下式表示：V =40

4、12X1 10X12 (cm3 /mol) . 式中X1 為組分1的摩爾分數(shù), V為溶液的摩爾體積. 求， 組分服從LewisRandall定則. （10分）答 = 28-20X1+10 X1 2 = 40 + 10 X1 2 = 28cm3 /mol = 50 cm3 /mol V1 = 18 cm3 /mol V2 = 40 cm3 /mol， V = 10X1 X2 VE = 10X1 X23. 酒窯中裝有10m3 的96%(wt)的酒精溶液，欲將其配成65%的濃度，問需加水多少?能得到多少體積的65%的酒精? 設大氣的溫度保持恒定，并已知下列數(shù)據(jù) 答設加入W克水，最終體積Vcm3；原來

5、有nW和nE摩爾的水和乙醇，則有解方程組得結(jié)果：酒精濃度(wt) cm3 mol-1 cm3 mol-196%14.6158.0165%17.1156.584. 已知40和7.09MPa下，二元混合物的（f單位為MPa），求（a）時的；（b）答（a）， 同樣得(b)，所以同樣得，所以模擬題二一選擇題（每題1分，共15分）1、對單原子氣體和甲烷，其偏心因子近似等于（ a ）。a. 0 b. 1 c. 2 d. 3 2、純物質(zhì)臨界點時，對比溫度 Tr（d ）a. =0 b. >1 c. <1 d. =13、下述說法哪一個正確？ 某物質(zhì)在臨界點的性質(zhì)（ b ）。（A）與外界溫度有關(guān) (B

6、) 與外界壓力有關(guān) (C) 與外界物質(zhì)有關(guān) (D) 是該物質(zhì)本身的特性。7. 在373.15K和101325Pa下水的化學勢與水蒸氣化學勢的關(guān)系為（ a ）。  (A) (水)(汽)      (B) (水)(汽) (C) (水)(汽)      (D) 無法確定8. 關(guān)于熱力學基本方程dU=TdS-pdV, 下面的說法中準確的是( d )。   (A) TdS是過程熱   (B)pdV是體積功  (C)TdS是可逆熱

7、0;  (D) 在可逆過程中, pdV等于體積功, TdS即為過程熱12. 麥克斯韋關(guān)系式的主要作用是（ c ）。  (A)簡化熱力學變量的計算；(B)用某個熱力學函數(shù)代替另一不易測定的熱力學函數(shù)的偏微商； (C)用易于測定的狀態(tài)性質(zhì)的偏微商代替不易測定的狀態(tài)性質(zhì)的偏微商；(D) 便于用特性函數(shù)表達其它熱力學函數(shù)13.下列四個關(guān)系式中哪一個不是麥克斯韋關(guān)系式？( a )A.（¶T/¶V)S = (（¶V/¶S)p B. (（¶T/¶p)S =（¶V/¶S)p C. （

8、2;S/¶V)T = (（¶p/¶T)V D. (（¶S/¶p)T = -(¶V/¶T)p14.對1mol理想氣體，應是（ c ）（a） R/V；（b）R ；（c）-R/P ；（d）R/T。 三、填充題（每空1分，共25分）：1逸度的標準態(tài)有兩類，1）以 為規(guī)則，2）以 為規(guī)則，請舉例說明1） 2） 。6、偏離函數(shù)的定義 。四、簡答題（共20分）1.化工熱力學的研究特點是什么？（4分）3.從熱力學角度解釋，超臨界萃取技術(shù)為何常選CO2作為萃取劑？（4分）4.簡述純物質(zhì)P-V圖上點、線和區(qū)域的意義（用圖說明），并寫出臨界等溫的

9、數(shù)學特征。（8分）五、計算題（共35分）：1、 已知50時測得某濕蒸汽的質(zhì)量體積為1000cm3 g-1，求單位質(zhì)量的H、S和G函數(shù)各是多少？（10分）50時水的飽和汽、液相性質(zhì)性質(zhì)M飽和液相飽和汽相V / cm3.g-11.012112032U / J g-1209.322443.5H / J.g-1209.332382.7S / J g-1 K-10.70388.0763答. 3、已知某二元溶液的活度系數(shù)模型為 ， 其 中A,B,C僅是T,P的函數(shù)。求 （均以Lewis-Ra ndall規(guī)則為標準狀態(tài)。) （15分）答.模擬題三一、選擇題8、下列氣體通用常數(shù)R的數(shù)值和單位，正確的是（ A

10、） A B 1.987cal/kmol K C 82.05 D 8.31410、對理想氣體有（ C ）。 11、對單位質(zhì)量，定組成的均相流體體系，在非流動條件下有（ A ）。A dH = TdS + Vdp BdH = SdT + Vdp C dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp13、當壓力趨于零時，1mol氣體的壓力與體積乘積（PV）趨于（ D ）。A. 零 B 無限大 C. 某一常數(shù) D. RT 14、不經(jīng)冷凝，能否將氣體通過其他途徑變成液體？（ A ）A.能 B.不可能 C.還缺條件15、對1molVan der Waals氣體，有（ A ）。A. (S/V

11、)T=R/(v-b) B. (S/V)T=-R/(v-b)C. (S/V)T=R/(v+b) D. (S/V)T=P/(b-v)17、當壓力趨于零時，1mol氣體的壓力與體積乘積（PV）趨于:Da. 零 b. 無限大 c. 某一常數(shù) d. RT 20、對無熱溶液，下列各式能成立的是（ D ）。A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0 C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE21、下列方程式中以正規(guī)溶液模型為基礎的是（ C ）。A. NRTL方程 B. Wilson方程 C. Margules方程 D .Flory-Huggins方程 26.關(guān)于理想溶液，以下說法不正

12、確的是（ B ）。A.理想溶液一定符合Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則。B.符合Lewis-Randall規(guī)則或Henry規(guī)則的溶液一定是理想溶液。C.理想溶液中各組分的活度系數(shù)均為1。D.理想溶液所有的超額性質(zhì)均為0。28、苯（1）和環(huán)己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此條件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，=89.99cm3/mol，=111.54cm3/mol，則超額體積VE=（ A ）cm3/mol。A. 0.24 B.0 C. -0.24 D.0.5529、下列偏摩爾吉氏函數(shù)表達式中，錯誤的為（ D ）。 B

13、. 32、二元理想稀溶液，其溶質(zhì)和溶劑分別遵守（ A ）。 A. Henry規(guī)則和Lewis-Randll規(guī)則. B. Lewis-Randll規(guī)則和Henry規(guī)則. C. 拉烏爾規(guī)則和Lewis-Randll規(guī)則. D. Lewis-Randll規(guī)則和拉烏爾規(guī)則.34、Wilson方程是工程設計中應用最廣泛的方程。以下說法不正確的是( D )。A. 引入了局部組成的概念以及溫度對i的影響，因此精度高。 B.適用于極性以及締合體系。C.用二元體系的參數(shù)可以推算多元系。 D.適用于液液部分互溶體系。35.等溫汽液平衡數(shù)據(jù)如符合熱力學一致性，應滿足下列條件中（ B ）。A. 足夠多的實驗數(shù)據(jù) B.

14、 1 ln（1/2）dX10 C. （ln1）/ PT，X0 D. （ln1）/ TP，X 036、氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱膨脹，對外作功，如忽略宏觀動能，位能變化，無摩擦損失，則此過程氣體焓值 B 。 A. 增加 B. 減少 C. 不變 D.不確定37、節(jié)流效應T-P圖上轉(zhuǎn)化曲線是表示 A 的軌跡。A. j=0 B. j<0 C. j>0 38、理想的Rankine循環(huán)工質(zhì)是在汽輪機中作_D_膨脹A） 等溫 B) 等壓 C）等焓 D）等熵41、Rankine循環(huán)是由鍋爐、過熱器、汽輪機、冷凝器和水泵組成。（A ）A） 正確 B) 錯誤42、蒸汽壓縮制冷中蒸發(fā)器置于高溫空間，冷凝器置于低溫

15、空間。（ B ）A） 正確 B) 錯誤43、穩(wěn)態(tài)流動過程的理想功僅取決于體系的初態(tài)與終態(tài)及環(huán)境溫度T0，而與具體的變化途徑無關(guān)。（ A ）A） 正確 B) 錯誤44、要對化工過程進行節(jié)能改進，就必須對理想功、損失功、熱力學效率進行計算和熱力學分析。（ A ）A） 正確 B) 錯誤45、能量是由火用和火無兩部分組成。（ A ）A） 正確 B) 錯誤46、關(guān)于制冷原理，以下說法不正確的是（ D ）。A. 任何氣體,經(jīng)等熵膨脹后,溫度都會下降 。B. 只有當，經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度才會降低。C. 在相同初態(tài)下，等熵膨脹溫度降比節(jié)流膨脹溫度降大。D. 任何氣體,經(jīng)節(jié)流膨脹后,溫度都會下降。47、作為朗

16、肯循環(huán)改進的回熱循環(huán)是從汽輪機（即蒸汽透平機）中抽出部分蒸汽（ B ）。A鍋爐加熱鍋爐進水 B回熱加熱器加熱鍋爐進水C. 冷凝器加熱冷凝水 D.過熱器再加熱48、一封閉體系經(jīng)過一變化，體系從25恒溫水浴吸收熱量8000KJ，體系熵增25KJ/K，則此過程是（ C ）。 A. 可逆的 B.不可逆的 C. 不可能的50、對于蒸汽動力循環(huán)要提高熱效率，可采取一系列措施，以下說法不正確的是（B ）。 (A)同一Rankine循環(huán)動力裝置，可提高蒸氣過熱溫度和蒸汽壓力(B)同一Rankine循環(huán)動力裝置，可提高乏氣壓力。(C) 對Rankine循環(huán)進行改進，采用再熱循環(huán)。(D)對Rankine循環(huán)進行改

17、進，采用回熱循環(huán)。51、體系經(jīng)不可逆循環(huán)又回到初態(tài)，則熱溫熵的循環(huán)積分（ A ）。 A <0 = C >0 53、對膨脹作功過程，等熵效率的定義是不可逆絕熱過程的作功量與可逆絕熱過程的作功量之比。（ A ）A） 正確 B) 錯誤54、提高汽輪機的進汽溫度和進汽壓力可以提高蒸汽動力循環(huán)效率。（ A ）A） 正確 B) 錯誤55、氣體從高壓向低壓作絕熱膨脹時，膨脹后氣體的壓力溫度必然降低。（ A ）A） 正確 B) 錯誤二、填空題1、(2分)在PT圖上純物質(zhì)三種聚集態(tài)互相共存處稱 。2、(2分)常用的 8個熱力學變量 P、V、T、S、h、U、A、G可求出一階偏導數(shù)336個，其中獨立的偏

18、導數(shù)共112個，但只有6個可通過實驗直接測定，因此需要用 將不易測定的狀態(tài)性質(zhì)偏導數(shù)與可測狀態(tài)性質(zhì)偏導數(shù)聯(lián)系起來。3、(2分)純物質(zhì) P-V圖臨界等溫線在臨界點處的斜率 _， 曲率為 _。4、(2分)麥克斯韋關(guān)系式的主要作用是 。5、(2分)描述流體PVT關(guān)系的立方型狀態(tài)方程是 _三次方的物態(tài)方程。7、(2分)理想溶液的過量性質(zhì)ME等于 。8、(6分)由于鄰二甲苯與對二甲苯、間二甲苯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相近，因此它們混合時會形成_溶液，它們的H=_，V=_。9、(2分)二元混合物容積表達式為V=X1V1+X2V2+X1X2，如選同溫同壓下符合Lewis-Randll規(guī)則的標準態(tài)就有 V= 。12、(2

19、分)對封閉體系，單位質(zhì)量能量平衡方程式是_,對穩(wěn)定流動體系單位質(zhì)量能量的平衡方程式是_.13、(2分)孤立體系的熵增表達式是_14、(2分)一定狀態(tài)下體系的火用指體系由該狀態(tài)達到與 時，此過程理想功。15、(2分)穩(wěn)流體系熵方程中熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部 所引起的。16、(2分)純物質(zhì)T-S圖兩相區(qū)水平線段（結(jié)線）長度表示 大小。17、(2分)能量平衡時以熱力學 為基礎，有效能平衡時以熱力學 為基礎。五、簡答題1、(8分)簡述偏離函數(shù)的定義和作用。答.偏離函數(shù)定義， 指氣體真實狀態(tài)下的熱力學性質(zhì)M與同一T，P下當氣體處于理想狀態(tài)下熱力學性質(zhì)M* 之間的差額。如果求得同一T，P下MR ，則可由理想氣體的

20、M* 計算真實氣體的M 或M。2、(8分)甲烷、乙烷具有較高的燃燒值，己烷的臨界壓力較低，易于液化，但液化石油氣的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。試用下表分析液化氣成分選擇的依據(jù)。物質(zhì)臨界溫度臨界壓力正常沸點燃燒值Tc，Pc，atmTB，kJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.4答.（1）雖然甲烷具有較高的燃燒值，但在它的臨界溫度遠

21、低于常溫，而乙烷的臨界溫度也低于夏天的最高溫度，也就是說，即使壓力再高，也不能使它們液化。（2）盡管己烷的臨界壓力較低，但它的正常沸點遠高于常溫，即在常溫它不易氣化，不利于燃燒。3、(6分)工程上常見的汽液平衡問題有哪些類型？4、(6分)相平衡的熱力學一致性檢驗答.用熱力學的普遍原理來檢驗實驗數(shù)據(jù)的可靠性。檢驗的基本公式是Gibbs-Duhem方程。該方程確立了混合物中所有組分的逸度（或活度系數(shù)）之間的相互關(guān)系。常用的方法是面積檢驗法和點檢驗法。汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學一致性是判斷數(shù)據(jù)可靠性的必要條件，但不是充分條件。5、(6分)卡諾定理的主要內(nèi)容是是么？答. 所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的熱

22、機，以可逆熱機效率最大，所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的可逆熱機其效率相等，與工作介質(zhì)無關(guān)。 max1T2/T16、(6分)如何利用熱力學第一定律測量濕蒸汽的干度？答. 采用節(jié)流原理，當濕蒸汽充分節(jié)流后變?yōu)檫^熱蒸汽，測定過熱蒸汽的溫度、壓力得知過熱蒸汽的焓值，從而求得濕蒸汽的干度。7、(6分)什么是理想功、損失功？答. 理想功是指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆的過程進行時，理論上可以產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功。損失功時指給定相同的狀態(tài)變化時的不可逆實際功與理想功之間的差值。 Wl=Wac-Wid六、圖示或計算題1、(20分)在T-S圖上畫出下列各過程所經(jīng)歷的途徑（注明起點

23、和箭頭方向），并說明過程特點：如G=0 （1）飽和液體節(jié)流膨脹； （2）飽和蒸汽可逆絕熱膨脹； （3）從臨界點開始的等溫壓縮； （4）過熱蒸汽經(jīng)冷卻冷凝為過冷液體（壓力變化可忽略）。(1) H=0 (2) S=0 (3) T=0 (4) P=02、(15分)25，0.1MPa下，組分1和2形成二元溶液，其溶液的摩爾焓為H =600180X1 20X13 (J /mol) . 式中X1 為組分1的摩爾分數(shù), 標 準 態(tài) 按Lewis-Randall定 則計算，求（15分） 3、(15分)已知某含組分 1 和 2的二元溶液，可用 ln1=AX22 , ln2=A X12 關(guān)聯(lián)，A可視為常數(shù)， 60

24、 下達汽液平衡時能形成共沸物，現(xiàn)測得60下 1 = 14.7, P1S = 0.0174MPa, P2S = 0.0667MPa，設汽相可視為理想氣體。試求：（1）GE表達式；（2）A值；（3）60ºC下恒沸點組成和平衡蒸汽壓。 4、(15分)某動力循環(huán)的蒸汽透平機，進入透平的過熱蒸汽為2.0MPa，400，排出的氣體為0.035MPa飽和蒸汽，若要求透平機產(chǎn)生3000kW功率，問每小時通過透平機的蒸汽流量是多少？其熱力學效率是等熵膨脹效率的多少？假設透平機的熱損失相當于軸功的5%。答. 進出透平機的蒸汽狀態(tài)見下圖所示，焓、熵值從附錄水蒸汽表中查到，按穩(wěn)流系統(tǒng)熱力學第一定律對透平機進

25、行能量衡算，H=Q-Ws 則 蒸汽流量 按本題意，等熵膨脹的空氣應該是濕蒸汽，即為飽和蒸汽和飽和水的混合物，此時熵值，即為飽和蒸汽和飽和水的熵按比例混合，從附錄查得飽和蒸汽的熵，從飽和水性質(zhì)表查得飽和液體的熵， 設空氣中氣相重量百分含量為x,則 7.1271=7.7153×x+(1-x)×0.9875解得 x=0.9126空氣的焓值 H=x×Hg+（1-x）Hl =0.9126×2631.4+(1-0.9126)×304.25=2428.0kJ·kg-1定熵效率 5、(15分)試比較如下幾種水蒸汽，水和冰的有效能大小。設環(huán)境溫度為29

26、8K。 0.15MPa，160，過熱蒸汽； 0.3MPa， 160，過熱蒸汽； 0.07MPa，100，過冷蒸汽； 100，飽和蒸汽； 0.1MPa，100，飽和水；0.1MPa，0，冰。答. 由水和水蒸汽性質(zhì)表可查得各狀態(tài)點的焓和熵值，設298K，液態(tài)水為基準態(tài)，有效能為零。 根據(jù)有效能計算式： 計算結(jié)果見下表所列。序號t,P,MPaH,kJ·kg-1S,kJ·kg-1·K-1B,kJ·kg-10250.1104.890.3674011600.152792.87.4665572.421600.32782.37.1276662.931000.072680

27、.07.5341439.441000.12676.27.3614487.151000.1419.041.306934.2600.1-334.4-1.224735.2 判斷水蒸汽的價值，應當用有效能而不是焓，從表中1，2可見，相同溫度下，高壓蒸汽的焓值雖不如低壓蒸汽高，但是其有效能卻比低壓蒸汽為高。實際使用中，當然高壓蒸汽的使用價值高，相對稱為高品質(zhì)能量。模擬題四二填充題（每空1分，共13分）：1純物質(zhì) TS 圖的拱形曲線下部為_ 區(qū)。2一定狀態(tài)下體系的有效能是指體系由該狀態(tài)達到與_成完全平衡狀態(tài)時，此過程的理想功。5單位質(zhì)量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程_, 對流體通過換熱器的過程，能量平衡方程可簡

28、化為 _，對流體通過泵、壓縮機等設備的過程，能量平衡方程可簡化為_。四 計算題1、 （12 分）化工生產(chǎn)中需0.1MPa，80 熱水用于設備保溫，此熱水由0.2MPa，175 水蒸汽通入0.1MPa，20冷水在熱水槽中混合得到。請計算：（1）制備1噸熱水需用多少冷水和水蒸汽？（4分）（2）此混合過程理想功和損失功各是多少（按1噸熱水計）？（4分）（3）如果用0.1MPa，95熱水代替水蒸氣制備0.1MPa，80熱水，那么損失功又是多少（按1噸熱水計）？（2分）(4) 比較（2）和（3）的結(jié)果，哪一個損失功?。繛槭裁?？（2分）設混合過程熱損失可忽略，環(huán)境溫度是20。有關(guān)數(shù)據(jù)列于下：熱水（80 ）

29、 熱水（95） 冷水（20） 水蒸氣（175）H （kJ/kg） 334.91 397.96 83.96 2819.7S （kJ/（kg K） 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931答.2、 (12分) 有一氨壓縮制冷循環(huán)裝置其制冷能力為100000kJ/h，氨蒸發(fā)溫度是243 K, 蒸發(fā)器出口的氨飽和蒸汽經(jīng)可逆絕熱壓縮、冷凝到303K，過冷到298K，再經(jīng)節(jié)流伐等焓膨脹后回蒸發(fā)器。問：（1）如果壓縮機進、出口處氨的焓分別是1644kJ/kg和1966kJ/kg，冷凝器出口過冷氨的焓是540kJ/kg，試求壓縮機的理論功率和裝置的制冷系數(shù)。（5分）（2）如果將氨的蒸發(fā)溫度調(diào)整到

30、253K， 壓縮過程仍為可逆絕熱壓縮，其余條件不變，試問壓縮機的理論功率有何變化，為什么？此時壓縮機進、出口處氨的焓分別是1658kJ/kg 和1912kJ/kg。（3分）（3）在T-S圖上標出（1）、（2）二循環(huán)過程。（4分）答.模擬題五一、 選擇題1、水處于飽和蒸氣狀態(tài)，其自由度為 B ，如要查詢水的飽和蒸氣熱力學性質(zhì)表，則需要 個獨立狀態(tài)參數(shù)的已知條件。A、 0 B、 1 C、 2 D. 38、有一機械能大小為1000KJ，另有一恒溫熱源其熱量大小為1000KJ，則恒溫熱源的熱火用 機械能的火用。BA、大于 B、小于 C、等于 D、不能確定10、高壓氮氣從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷兩個不同的

31、膨脹過程達相同的終態(tài)。其中已知一個可逆過程的工質(zhì)熵變?yōu)?0KJ/（kg.K），另一個不可逆過程的工質(zhì)熵變 C KJ/（kg.K）。A、大于20 B、小于20 C、等于20 D、不能確定。11、某真實氣體符合狀態(tài)方程 ，a、b為的常數(shù)，則當該氣體進行絕熱膨脹時，膨脹后氣體的溫度 B 。A、升高 B、降低 C、不變 D、不能確定二、填空題2、計算逸度系數(shù)的公式僅適用于氣體組份，而不能用于液相或固相組份。則該論述是 （作出是非判斷）3、某氣體溫度為150，其臨界溫度為126.20K，給氣體加的壓力P足夠大，則氣體 被液化。（作出“能/不能”的判斷）4、理想氣體有f = P，而理想溶液有 。 （作出是

32、非判斷）5、 在熱力循環(huán)中，如果工質(zhì)不向冷源放熱，則該循環(huán)的熱效率是可以達到100% 。則該論述是 （作出是非判斷）6、常溫常壓下，將10cm3液體水與20 cm3液體甲醇混合后，其總體積=30 cm3。 則該論述是 （作出是非判斷）7、氮氣在封閉的氣缸內(nèi)經(jīng)歷不可逆過程，內(nèi)能減少20kJ，對外作功10kJ，則此過程中工質(zhì)與外界交換熱量Q = kJ。8、汽液相平衡的計算方法有 和 兩種方法，前者適用于低中壓體系，后者適用于高壓體系。9、給冷流體T2加熱至預定的工藝溫度，采用換熱器進行間接傳熱，當熱流體溫度T1減小，即傳熱溫差（T1-T2）減小，則流體有效能的損失 。（作出“減小/增大/不變/與傳

33、熱溫差無關(guān)”的判斷） 10、封閉體系中的1mol理想氣體，由 p 1 =10 bar 、v 1 =0.4m 3 可逆定溫膨脹到 v 2 =0. 8m 3，則 S = KJ/（mol.K）。11、當過程不可逆時, 孤立系統(tǒng)的S總0, 工質(zhì)的S產(chǎn)生0。三、分析說明題在熱功轉(zhuǎn)化的實際熱機循環(huán)中，將5Mpa、40水在鍋爐中定壓加熱到400的過熱蒸汽。（1） 計算其過程的焓變。工程中常采用水的熱力學圖或表來查詢過程始態(tài)和終態(tài)的焓值進行計算。現(xiàn)技術(shù)員小張使用不同來源的水蒸汽表或圖（均是正式的權(quán)威出版物，數(shù)據(jù)可靠）查到同一狀態(tài)點的焓值h值竟相差較大，為什么？工程中使用熱力學性質(zhì)圖、表來求解熱力學過程的焓變、

34、熵變時要注意什么問題。（2） 請自行給出已知條件，計算工質(zhì)在鍋爐所吸收的熱量Q。（答題時只需給出解題的步驟和方法，不必給出具體結(jié)果）答. （1）狀態(tài)（T、P）的焓值H是相對于某一基準態(tài)的焓值。1分如基準態(tài)規(guī)定不同，同一狀態(tài)點（T、P）其焓值也是不同的。小張遇到問題，因不同來源水蒸汽圖或表的焓值基準態(tài)規(guī)定不同造成的。4分要注意問題：所查詢過程始態(tài)和終態(tài)的焓值的基準態(tài)應相同。2分（2）對鍋爐進行能量衡算Q + W = H + （1/2）C 2 + (gh ) 1分W 0 (gh) 0 （1/2）C 2 0 1分 Q H 1分方法一：H = H2- H1 KJ/Kg 查水蒸汽圖或表的始、末態(tài)的焓值。

35、1分方法二：設計過程計算焓變（1分）5Mpa、40水5Mpa飽和水5Mpa飽和水蒸汽5Mpa 、400的過熱蒸汽。據(jù)熱容進行顯熱計算KJ/Kg，據(jù)汽化潛熱進行相變熱計算。四、應用及計算題1、 已知50Kg的丙烷氣體，需要在137、5Mpa的條件下貯存。欲設計一個壓力容器，請?zhí)峁┰撊萜鞯捏w積設計參數(shù)。請分別據(jù)兩種方法進行計算：（1） 普遍化三參數(shù)壓縮子法（2） 真實氣體狀態(tài)方程法 設丙烷符合R-K方程 說明：答題時只需給出解題的步驟和方法，不必給出具體結(jié)果。注意：公式中每一參量必須作出說明：根據(jù)已給條件，直接代入公式中每一參量的具體數(shù)值和單位必須作出說明，而在計算時已知條件不足的均須自行補充說明

36、（其中a和b不必列出公式）。否則相應步驟的得分值為0。答. （1）普遍化三參數(shù)壓縮因子法：（共6分）（1分）（1分）查壓縮因子表得Z0和Z1（1分）（1分） （1分）（1分） （量綱為）（2）真實氣體狀態(tài)方程法：（共7分）（4×1=4分） 已知 （1分）而須查取丙烷的臨界參數(shù)（1分）據(jù)，經(jīng)試差計算得（），（1分） （量綱為）2、某純物質(zhì)B由1 .013Mpa，453K的飽和蒸汽變?yōu)? .052Mpa，653K的過熱蒸汽。（1）試設計以偏離函數(shù)為基礎的計算過程H的路徑框圖，并寫出各步驟的計算過程的焓變及H總表達式；列出所用到的主要公式，不需算出最后結(jié)果。（2）簡要說明計算過程H為何要引

37、入偏離函數(shù)的概念。（假設已知理想氣體的Cp= a+bT+cT2，偏離焓HR）。答. 1）共9分B 飽和蒸汽1 .013Mpa，453KH=? B過熱蒸汽4 .052Mpa，653K -H1R H2R B過熱蒸汽(理氣)4 .052Mpa，653KB飽和蒸汽(理氣)1 .013Mpa，453KH* 4分 2分1+1+1=3分（2）共4分如據(jù) 計算，一方面：對于真實流體特別是新開發(fā)的物系，其熱容往往比較缺乏；另一方面真實流體的狀態(tài)方程比較復雜，即計算較繁瑣、工作量大?；诖?，則工程中計算過程H可引入剩余性質(zhì)的概念，計算較簡單、方便。 3、某二元低壓體系，組分的結(jié)構(gòu)差別較大，其超額自由焓的表達式為G

38、E/(RT)=2x1x2，某溫度下，該體系純組分的飽和蒸汽壓分別為：P1s = 82.37kPa， P2s = 37.31kPa請進行如下計算：（1）列出汽液平衡關(guān)系式；（2）求組分1、組分2的活度系數(shù)與組成的關(guān)系；（3）求該溫度下體系的 p-x1-y1 關(guān)系式；答. （1）汽液平衡式 （2） （3）模擬題六一、選擇題1、RK方程、PR方程等是實用的立方型方程，對于摩爾體積V存在三個實根或者一個實根，當存在一個實根V值（其余二根為虛根）時，V值是 C 。A、飽和液體體積 B、飽和蒸汽體積 C、過熱蒸汽 D、過冷液體 6、水處于過熱蒸氣狀態(tài)，其自由度為 C ，如要查詢水的過熱蒸氣熱力學性質(zhì)表，則

39、需要 C 個獨立狀態(tài)參數(shù)的已知條件。A、 0 B、 1 C、 2 D、 37、經(jīng)歷一個實際熱機的循環(huán)過程，體系工質(zhì)的熵變 C 。A、>0 B、<0 C、=0 D、可能>0，也可能<09、下列論述錯誤的是 A 。AP-R方程能同時應用于汽、液兩相計算，準確度較高。B. R-K方程能同時應用于汽、液兩相計算，準確度較高。C.活度系數(shù)可以大于1也可小于1。 D. 壓縮因子可以大于1也可小于1。 10、若分別以某一真實氣體和理想氣體為工質(zhì)在兩個恒溫熱源T1、T2之間進行卡諾理想循環(huán)，試比較這兩個循環(huán)的熱效率。 B A前者大于后者 B. 兩者相等 C. 前者小于后者 D.沒法比較

40、。12、對于流體混合物，下面式子錯誤的是 A 。 A、 B、C、理想溶液的 D、理想溶液的 二、填空題2、 對于熱力學關(guān)系式僅適用于氣體組份，而不能用于液相或固相組份。則該論述是 （作出是非判斷）4、當濕蒸汽的干度 x 0 時，工質(zhì)全部為 狀態(tài) 。5、某氣體溫度為t，其臨界溫度為tC，給氣體加的壓力P足夠大，則氣體能被液化的溫度條件是 。6、熱力學第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否可逆。其論述是 （作出是非判斷）7、在 相區(qū)，壓力和溫度對其容積性質(zhì)的影響很小。9、封閉體系1mol某氣體，由 p 1 =1Mpa、v 1 =0.1m 3 定溫膨脹到 v 2 =0. 4m 3，則 S = K

41、J/（Kmol.K）。10、放熱不可逆過程，工質(zhì)的熱熵流0, 工質(zhì)的S產(chǎn)生0。11、在化工生產(chǎn)和設計過程中，都要力求 管路上的彎頭、縮擴變化，以減少火用損失。12、純物質(zhì)的逸度fi，混合物的逸度f，混合物中組分的逸度三者的定義相同。 （作出是非判斷）三、分析說明題（共11分）第1題5分、第2題6分1、二元體系的活度計算式 的模型是否有合理？請分析說明。答. 如果該模型合理，則應滿足G-D方程 1分 1分 而 1分 1分 該模型合理2、請舉兩個例子簡單說明熱力學第二定律在實際中的應用。答. （1）夏天從低溫熱源（房間）將熱量移到高溫熱源（環(huán)境）以實現(xiàn)制冷的效果，（1分）該過程是不能自發(fā)進行的（1

42、分）。而借助空調(diào)消耗電功，則制冷循環(huán)就可自發(fā)進行了，即可將熱量從低溫熱源移到高溫熱源。（1分） （2）冬天從低溫熱源（環(huán)境）將熱量移到高溫熱源（房間）以實現(xiàn)供熱的效果，（1分）該過程是不能自發(fā)的（1分）。而借助空調(diào)消耗電功，則熱泵供熱循環(huán)就可自發(fā)進行了。（1分）四、應用及計算題（39分） 每題13分1、有兩股壓力分別是12.0 MPa和1.5 Mpa的飽和蒸汽。(1) 如用于作功，經(jīng)穩(wěn)流過程變成25的飽和水，求Wid(To=298K) 。(2) 如用作加熱介質(zhì)，經(jīng)換熱器后變成25的飽和水，求換熱量Q 。對計算結(jié)果作綜合分析，在化工設計和生產(chǎn)過程中如何合理地使用這兩股蒸汽？已知：各狀態(tài)點一些熱力

43、學參數(shù)，見表1。表1. 裝置各狀態(tài)點一些熱力學參數(shù)狀態(tài)點tPMPa狀態(tài)HkJ·kg-1SkJ·kg-1·k-11324.812飽和蒸汽2684.9549242198.31.5飽和蒸汽2792.2644483250.008169飽和水104.8903674答. （1） 3+1×2=5分（2） 3+1×2=5分(3) 高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低壓蒸汽強。高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽弱，因此用低壓蒸汽作為工藝加熱最恰當，并可減少設備費用。2、某二元低壓體系，組分的結(jié)構(gòu)差別較大，其超額自由焓的表達式為GE/（RT）=0.735x1x2 50時該體系純組分的

44、飽和蒸汽壓分別為：請進行如下計算：（1）列出汽液平衡關(guān)系式 （2）求組分1、組分2的活度系數(shù)與組成的關(guān)系；（3）求該溫度下體系的x1=0.5時，系統(tǒng)的總壓P和組份1的氣相組成y1.答. （1）汽液平衡式 3分（2） 2分 1分 1+1=2分（3） 1.5+10.53分 2分 =0.676 3、有一氨壓縮制冷機組，制冷能力Q0為4.0×104KJ·h-1，在下列條件工作：蒸發(fā)溫度為-25，進入壓縮機的是干飽和蒸汽，冷凝溫度為20，冷凝過冷5。已知：狀態(tài)點焓h KJ·kg-1代號蒸發(fā)器出口14301壓縮機出口16802冷凝器出口2703試計算： （1）每小時制冷劑循環(huán)

45、量； （2）冷凝器中制冷劑放出熱量； （3）壓縮機的功率；（4）制冷系數(shù)。答. 解：（1）H3 = H4=270kJ·kg-1 制冷能力 q0=H1-H4=1430-270=1160KJ·kg-1 （3分） 制冷劑循環(huán)量 （2.5分）（2）冷凝過程即23，放出熱量Q=G(H3H2)=34.5(270-1690)= - 48645KJ·h-1 （ 2.5分）（3）壓縮機功率 （2.5分）（4）制冷系數(shù) 模擬題八一、 單項選擇題7乙醇-水在101.3KPa下共沸體系，其自由度為（A）A0 B1 C2D38體系從同一初態(tài)到同一終態(tài)，經(jīng)歷二個不同過程，一為可逆過程，一為不

46、可逆過程，此二過程環(huán)境熵變存在（ A ）。A（S環(huán)）可逆< （S環(huán)）不可逆 B. （S環(huán)）可逆 >（S環(huán)）不可逆C（S環(huán)）可逆 = （S環(huán)）不可逆 D（S環(huán)）可逆= 09如當?shù)乩鋮s水溫度為常年18，則氨制冷循環(huán)的冷凝溫度應選 C 。A. 18； B. 8； C. 28； D. 48。15當潛水員深海作業(yè)時，若以高壓空氣作為呼吸介質(zhì)，由于氮氣溶入血液的濃度過大，會給人體帶來致命影響（類似氮氣麻醉現(xiàn)象）。根據(jù)下表中25下溶解在水中的各種氣體的亨利常數(shù)，你認為以（A）和氧氣的混和氣體為呼吸介質(zhì)比較適合？氣體H/bar氣體H/bar氣體H/bar氣體H/bar乙炔1350一氧化碳5400氦

47、氣126600甲烷41850空氣72950乙烷30600氫氣71600氮氣87650二氧化碳1670乙烯11550硫化氫550氧氣44380A 氦氣 B二氧化碳 C乙烷 D甲烷二、填充題（每空1分，共15分）11Wilson提出的GE模型是以 溶液為基礎，并用局部體積分率代替總體平均體積分率而得來的。12真實氣體混合物的PVT性質(zhì)=純氣體的PVT關(guān)系式+ 規(guī)則。四、簡答題1寫出穩(wěn)定流動系統(tǒng)熱力學第一定律的一般形式；當流體流經(jīng)泵和流經(jīng)換熱器時系統(tǒng)熱力學第一定律的簡化形式。答. 穩(wěn)定流動系統(tǒng)的熱力學第一定律表達式為：(1) 流體流經(jīng)換熱器傳質(zhì)設備Ws=0；另外，考慮動能項和勢能項與焓變之間的數(shù)量級差別，動能項和勢能項可以忽略，即，；因此，穩(wěn)流系統(tǒng)熱力學第一定律可化簡為：流體流經(jīng)泵、壓縮機、透平等設備在數(shù)量級的角度上，動能項和勢能項不能與焓變相比較，可以忽略，即，