《化工熱力學(xué)與統(tǒng)計熱力學(xué)》課程考核大綱

1、- PAGE 4 -化工熱力學(xué)與統(tǒng)計熱力學(xué)課程考核大綱一、適應(yīng)對象修讀完本課程規(guī)定內(nèi)容的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生。二、考核目的本課程學(xué)完后，應(yīng)初步具備運用熱力學(xué)定律和有關(guān)理論知識，對化工過程進行熱力學(xué)分析的基本能力；應(yīng)初步掌握化學(xué)工程設(shè)計和研究中獲取熱力學(xué)數(shù)據(jù)的方法，對化工過程進行相關(guān)計算的方法。為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事化工類專業(yè)實際工作奠定基礎(chǔ)。三、考核形式與方法開卷考查四、課程考核成績構(gòu)成平時成績占30%，期終考試占70%。五、考核內(nèi)容與要求第一章緒論1掌握化工熱力學(xué)的基本概念；2了解化工熱力學(xué)研究范圍和研究方法；3了解化工熱力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用情況。第二章流體的P-V-T關(guān)系1.熟悉純物質(zhì)的P-

2、V-T相圖及相圖上的重要概念。2.掌握維里方程及其應(yīng)用，掌握R-K方程、SRK方程及P-R方程等三次型狀態(tài)方程。能應(yīng)用三次型狀態(tài)方程計算氣體和液體的摩爾體積，了解多參數(shù)狀態(tài)方程在化工過程中的應(yīng)用。3.理解對比態(tài)原理，掌握偏心因子和三參數(shù)普遍化關(guān)系。學(xué)會用按Antoine方程計算飽和蒸汽壓。會用二元插值法求熱力學(xué)數(shù)據(jù)。4.熟悉液體的P-V-T性質(zhì)的計算及真實氣體混合物性質(zhì)的計算。第三章流體的熱力學(xué)性質(zhì)1.學(xué)會運用狀態(tài)方程和普遍化關(guān)系式來計算能滿足工程需要的流體的焓、熵等熱力學(xué)性質(zhì)。2.掌握由單相純物質(zhì)性質(zhì)計算兩相區(qū)純物質(zhì)性質(zhì)的方法。3.掌握工程上常用熱力學(xué)圖表的使用方法。第四章流體混合物的熱力學(xué)

3、性質(zhì)1.正確理解偏摩爾性質(zhì)、化學(xué)位、逸度、混合性質(zhì)變化、超額性質(zhì)和標準態(tài)等概念。2.掌握均相流體混合物熱力學(xué)性質(zhì)關(guān)系式，會使用活度系數(shù)關(guān)系式。3.了解由狀態(tài)方程和混合規(guī)則推導(dǎo)混合物中組分逸度系數(shù)關(guān)系式的過程，學(xué)會逸度和逸度系數(shù)計算方法。學(xué)會利用網(wǎng)上資源查找和計算熱力學(xué)數(shù)據(jù)。第五章統(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ)1.統(tǒng)計力學(xué)研究的方法是微觀方法,對于微觀粒子的微觀性質(zhì)(平動,轉(zhuǎn)動,振動,能級,簡并度),用統(tǒng)計力學(xué),求出其統(tǒng)計平均值,從而得到體系的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)(T,V,P,S,Cp)。.2.掌握定域子體系與離域子體系、微態(tài)數(shù)、簡并度、分子配分函數(shù)等基本概念。3.分子配分函數(shù)一般只考慮平動配分函數(shù)、轉(zhuǎn)動配分函數(shù)和振

4、動配分函數(shù)，而不考慮電子配分函數(shù)和核的配分函數(shù)，4.玻耳茲曼分布的微觀狀態(tài)數(shù)與體系的總微觀狀態(tài)數(shù)的關(guān)系。六、樣卷一填空題（每小題1.5分，共計30分）1.封閉體系中有兩個相在尚未達到平衡時，兩個相都是體系；達到平衡時，則兩個相都等價于體系。2.絕熱節(jié)流過程是過程，因有摩擦阻力損耗，其過程，節(jié)流后熵值一定。3.采用基本國際標準單位的普適氣體常數(shù) R。4.純物質(zhì)所處的TTc時，氣體（G）不可能。5.常溫、常壓條件下,二元液相系統(tǒng)的溶劑組分的活度系數(shù)為ln1 = ax22（是常數(shù)），則溶質(zhì)組分的活度系數(shù)表達式是ln2 =_.6.流體P-V-T是重要的數(shù)據(jù)，P、V、T數(shù)據(jù)容易。7.設(shè)有三個穿綠色、兩個

5、穿灰色和一個穿藍色制服的軍人一起列隊，試問有多少種隊型?，F(xiàn)設(shè)穿綠色制服的有三種肩章，并任取其中一種佩帶，穿灰色有兩種肩章，而穿藍色的有四種肩章，試列出求隊型數(shù)目的公式。 8.從純物質(zhì)的P-T圖上可以得到以下信息：、等單相區(qū)；、等兩相平衡線（飽和曲線），三線的交點為三相點(Tt,Pt)。9.若一個粒子的能級的有效狀態(tài)數(shù)與該粒子有效狀態(tài)數(shù)和之比等于210-16，則體系中N個粒子在能級出現(xiàn)的概率為多少。10.微觀上，virial系數(shù)反映了分子間的相互作用；宏觀上，純物質(zhì)的virial系數(shù)僅是溫度的函數(shù)?；旌衔锏膙irial系數(shù)不僅與有關(guān)，而且與有關(guān)。11.汽液共存區(qū)內(nèi)的混合物稱為，其摩爾性質(zhì)M可以從

6、相應(yīng)的飽和蒸汽性質(zhì)Msv與飽和液體性質(zhì)Msl計算得到：M= xMsv+(1-x)Msl，其中x是在中所占的分數(shù)，稱為干度。12 由混合物的逸度的表達式知，的狀態(tài)為:系統(tǒng)溫度、P=1的純組分i的理想氣體狀態(tài)。因為而13. 在純物質(zhì)的P-V圖上，泡點線與露點線的交點為臨界點(Tc,Pc,Vc)；臨界等溫線在臨界點的數(shù)學(xué)特征：14.Pitzer對應(yīng)態(tài)原理可以統(tǒng)一表示成=（0）+（1），（0是，（1）是，（0）和（1）都是的函數(shù)，可由圖表得到。15. 混合物汽、液兩相平衡時，汽、相的組分逸度，即；汽、液相的總體逸度，即。16. 任何氣體進行絕熱可逆膨脹（等膨脹過程），氣體溫度必定，總是得到效應(yīng)。17.

7、完整的逸度定義：dG=RTdlnf，18.偏離函數(shù)定義19.超額焓的定義式20.混合焓的定義式二.判斷題（正確打，錯誤打，每小題1分，共計15分）（）1. 凡是體系的溫度升高時，就一定吸熱，而溫度不變時，則體系既不吸熱也不放熱。（）2. 當(dāng)n 摩爾氣體反抗一定的壓力做絕熱膨脹時，其內(nèi)能總是減少的。（）3 純物質(zhì)的飽和液體的摩爾體積隨著溫度升高而增大，飽和蒸汽的摩爾體積隨著溫度的升高而減小。（）4 在壓力趨于零的極限條件下，所有的流體將成為簡單流體。（）5 在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數(shù)成正比。（）6 均相混合物的總性質(zhì)與純組分性質(zhì)之間的關(guān)系總是有（）7系統(tǒng)熵增加的過程必為不

8、可逆過程。（）8絕熱過程必是定熵過程。( )9.封閉體系的1mol氣體進行了某一過程，其體積總是變化著的，但是初態(tài)和終態(tài)的體積相等，初態(tài)和終態(tài)的溫度分別為T1和T2，則該過程的；同樣，對于初、終態(tài)壓力相等的過程有。( )10.等溫、等壓下的二元液體混合物的活度系數(shù)之間的關(guān)系為。( )11.在0.1013MPa ,100時，一定量的水等溫等壓蒸發(fā)為水蒸氣，且蒸汽為理想氣體，由于溫度不變，所以。( )12.體系從一種狀態(tài)變化到基態(tài)（環(huán)境狀態(tài)），則該過程所作理想功就是有效能。（）13.能滿足熱力學(xué)一致性的汽液平衡數(shù)據(jù)就是高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。( )14卡諾(Carnot)循環(huán)（可逆）的效率最高，所以卡諾熱機

9、的效率=W/Q=1。( )15偏心因子中PrS指的是實際流體的飽和蒸汽壓。三、選擇題（每小題1分，共計10分）( )1理想氣體流過節(jié)流閥，其參數(shù)變化為。A T 0, S 0 B T 0, S 0 C T 0, S 0 D T 0, S 0 ( )2.真實氣體在（）的條件下，其行為與理想氣體相近。A高溫高壓B低溫低壓 C 低溫高壓 D 高溫低壓( )3. 混合物相與相處于平衡狀態(tài)，則其中任一組分i的( )A：，B：，C：，D：( )4.lnf的偏摩爾性質(zhì)是（）Alni Blni Cln(fi/xi) Dlnfi( )5. 汽液平衡關(guān)系的適用的條件（C）A 無限制條件 B 低壓條件下的非理想液相

10、C 理想氣體和理想溶液 D 理想溶液和非理想氣體( )6對于純物質(zhì)，一定溫度下的泡點壓力與露點壓力是相同的；一定溫度下的泡點與露點，在p-T圖上是( )的，而在p-V圖上是( )的。A重疊，B分開，C相同，D不同( )7對于混合物系統(tǒng)，偏離函數(shù)中參考態(tài)與研究態(tài)的（）、溫度相同。（A）組成相同、(B) 相態(tài)相同、(C)溫度相同、(D)壓力相同( )8活度系數(shù)模型參數(shù)可由（）、無限稀釋活度系數(shù)等來估算。A理想溶液數(shù)據(jù)，B理想氣體氣體數(shù)據(jù)，C共沸點數(shù)據(jù)，D無限稀釋活度系數(shù)( )9混合物的共沸數(shù)據(jù)具有以下特點：（）A)汽相中各組分濃度相同， B)液相中各組分濃度相同， C)各組分的飽和蒸汽壓相等，D)

11、 Paz=1az P1s=2az P2s。( )10.壓力相同時，過熱蒸汽的有效能較（）為大，故其作功本領(lǐng)也較大；高壓蒸汽的有效能較（）為大，而且熱轉(zhuǎn)化為功的效率也較高。A)高壓蒸汽， B)低壓蒸汽， C)過熱蒸汽， D)飽和蒸汽四計算題（1.2.3每小題7分、4.5.6每小題8分，共計45分）1.低壓下，某二元混合物的汽液平衡系統(tǒng)，活度系數(shù)ln1 = Ax22，測定得80時的兩組分的無限稀釋1=2=1.648， peq o(sup 7( s),sdo 3( 1)=120kPa，peq o(sup 7( s),sdo 3( 2)=80kPa。求系統(tǒng)80時的共沸組成和共沸壓力。2.低壓下，某二元

12、液體組成為xeq o(sup 7( ),sdo 3(1)=0.2，xeq o(sup 7( ),sdo 3(2)=0.8，求溫度為300K的泡點組成yeq o(sup 7( ),sdo 3(1)。（已知液相的Geq o(sup 7( E),sdo 3( t)/RT = 0.75xeq o(sup 7( ),sdo 3(1)xeq o(sup 7( ),sdo 3(2)，peq o(sup 7( s),sdo 3( 1)=1866，peq o(sup 7( s),sdo 3( 2)=3733Pa）3.采用合適的方法和合理的假設(shè)計算K，kPa時，0.36的液體混合物甲醇（1）-水（2）體系的組分逸度和混合物逸度。已知P1s=28kPa， P2s=5.6kPa，1=1.08，2=1.124.計算101 325 P