化工熱力學習題答案-第一至五、第七章

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一章 緒論一、選擇題(共3小題，3分)1、(1分)關于化工熱力學用途的下列說法中不正確的是（ ）A.可以判斷新工藝、新方法的可行性。 B.優(yōu)化工藝過程。C.預測反應的速率。D.通過熱力學模型，用易測得數(shù)據(jù)推算難測數(shù)據(jù)；用少量實驗數(shù)據(jù)推算大量有用數(shù)據(jù)。E.相平衡數(shù)據(jù)是分離技術及分離設備開發(fā)、設計的理論基礎。2、(1分)關于化工熱力學研究特點的下列說法中不正確的是（ ）（A）研究體系為實際狀態(tài)。（B）解釋微觀本質及其產(chǎn)生某種現(xiàn)象的內部原因。（C）處理方法為以理想態(tài)為標準態(tài)

2、加上校正。（D）獲取數(shù)據(jù)的方法為少量實驗數(shù)據(jù)加半經(jīng)驗模型。（E）應用領域是解決工廠中的能量利用和平衡問題。3、(1分)關于化工熱力學研究內容，下列說法中不正確的是（ ）A.判斷新工藝的可行性。 B.化工過程能量分析。 C.反應速率預測。 D.相平衡研究參考答案一、選擇題(共3小題，3分)1、(1分)C2、(1分)B3、(1分)C第二章 流體的PVT關系一、選擇題(共17小題，17分)1、(1分)純流體在一定溫度下，如壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓，則此物質的狀態(tài)為（ ）。A飽和蒸汽 B.飽和液體C過冷液體 D.過熱蒸汽2、(1分)超臨界流體是下列 條件下存在的物質。A.高于Tc和高于Pc B.臨

3、界溫度和臨界壓力下C.低于Tc和高于Pc D.高于Tc和低于Pc3、(1分)對單原子氣體和甲烷，其偏心因子，近似等于 。A. 0 B. 1C. 2 D. 34、(1分)0.1Mpa ,400K的1kmol體積約為_ A 3326L B 332.6L C 3.326L D 33.265、(1分)下列氣體通用常數(shù)R的數(shù)值和單位，正確的是_ A B 1.987cal/kmol K C 82.05 D 8.3146、(1分)超臨界流體是下列 條件下存在的物質。高于TC 和高于PC B高于TC 和低于PC C低于TC 和高于PC DTC 和PC 7、(1分)理想氣體從同一初態(tài)V1作等溫可逆膨脹或絕熱可逆

4、膨脹到達相同的終態(tài)壓力，則等溫可逆膨脹后體積V2與絕熱可逆膨脹后體積V2相比 。A. V2 V2 B. V2 = V2C. V2 V2 D.不確定8、(1分)純物質 PV圖臨界等溫線在臨界點處的斜率和曲率都等于 _。9、(1分) 當壓力趨于零時，1mol氣體的壓力與體積乘積（PV）趨于： 。A. 零 B 無限大C. 某一常數(shù) D. RT 10、(1分)0.1Mpa,400K的2kmol體積為 。A. 3326L B. 332.6LC. 3.326L D. 33.26m3 11、(1分)不經(jīng)冷凝，能否將氣體通過其他途徑變成液體？A.能 B.不可能 C.還缺條件12、(1分)混合氣體的第二維里系數(shù)

5、 A . 僅為T的系數(shù) B. T和P的函數(shù) C . T和組成的函數(shù) D . P和組成的函數(shù) 13、(1分) Pitzer提出的由偏心因子計算第二維里系數(shù)的普遍化關系式是 ,式中B0，B1可由Tr計算出。 A. B=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RTc=B0+B1 D. B=B0+B1 14、(1分)Pitzer提出的由偏心因子計算第二維里系數(shù)的普遍化關系式是 ,式中B0，B1可由Tr計算出。 A. B=B0B1 B. B=B0+B1 C. BPc/RT=B0+B1 D. B=B0+B1 15、(1分)純物質臨界點時，其對比溫度Tr（ ）。= 0 B 0 D=1 16、(1分)當

6、壓力趨于零時，1mol氣體的壓力與體積乘積（PV）趨于:a. 零 b. 無限大 c. 某一常數(shù) d. RT 17、(1分)混合氣體的第二維里系數(shù) A . 僅為T的系數(shù) B. T和P的函數(shù) C . T和組成的函數(shù) D . P和組成的函數(shù) 二、填空題(共6小題，7分)1、(1分)在PT圖上純物質三種聚集態(tài)互相共存處稱 。2、(2分)純物質 P-V圖臨界等溫線在臨界點處的斜率 _， 曲率為 _。3、(1分)純物質 PV圖臨界等溫線在臨界點處的斜率和曲率都等于 _。4、(1分)用狀態(tài)方程EOS可以計算壓縮因子z 、 等性質。5、(1分)描述流體PVT關系的立方型狀態(tài)方程是 _三次方的物態(tài)方程。6、(1

7、分)剩余性質的定義是 =_。三、判斷題(共2小題，2分)1、(1分)一定壓力下，純物質的泡點溫度和露點溫度是相同的，且等于沸點。( )2、(1分)在TS圖上, 空氣和水蒸氣一樣,在兩相區(qū)內,等壓線和等溫線是重合的。 ( ) 四、名詞解釋(共2小題，8分)1、(5分)偏心因子2、(3分)R-K方程(Redlich-Kwong 方程)五、簡答題(共2小題，9分)1、(5分)簡述純物質體系P-T圖上特征點、線和區(qū)的含義。2、(4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)。

8、（4分）物質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234.429.8068.7548.4參考答案一、選擇題(共17小題，17分)1、(1分)D2、(1分)A3、(1分)A4、(1分)D5、(1分)A6、(1分)A7、(1分)A8、(1分)零9、(1分)D10、(1分)D11、(1分)A12、(1分)C13、(1分)C14、(1分)C15、(1分

9、)D16、(1分)17、(1分)C二、填空題(共6小題，7分)1、(1分)三相點2、(2分)0,03、(1分)零4、(1分)逸度系數(shù)、剩余性質5、(1分)體積6、(1分)M-M (T,P一定)三、判斷題(共2小題，2分)1、(1分)2、(1分)四、名詞解釋(共2小題，8分)1、(5分) 表示分子與簡單的球形流體（氬，氪、氙）分子在形狀和極性方面的偏心度。2、(3分)無五、簡答題(共2小題，9分)1、(5分)無2、(4分)（1）雖然甲烷具有較高的燃燒值，但在它的臨界溫度遠低于常溫，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

10、正常沸點遠高于常溫，即在常溫它不易氣化，不利于燃燒。第三章 流體的熱力學性質一、選擇題(共7小題，7分)1、(1分)對理想氣體有（ ）。 2、(1分)對單位質量，定組成的均相流體體系，在非流動條件下有（ ）。A dH = TdS + Vdp BdH = SdT + Vdp C dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp3、(1分)對1mol符合狀態(tài)方程的氣體，應是（ ）A.R/V； B.R ；C. -R/P ；D.R/T。4、(1分)對1molVan der Waals氣體，有 。A. (S/V)T=R/(v-b) B. (S/V)T=-R/(v-b)C. (S/V)T

11、=R/(v+b) D. (S/V)T=P/(b-v)5、(1分)對理想氣體有 A. (H/P)T0 C. (H/P)T=06、(1分)對理想氣體有（ ）。 7、(1分)對1mol理想氣體等于_ A B C D 二、填空題(共3小題，3分)1、(1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)性質偏導數(shù)與可測狀態(tài)性質偏導數(shù)聯(lián)系起來。2、(1分)麥克斯韋關系式的主要作用是 。3、(1分)純物質T-S圖的拱形曲線下部稱 區(qū)。三、名詞解釋(共2小題，8分)1、(5分)剩余性質：2

12、、(3分)廣度性質四、簡答題(共1小題，5分)1、(5分)簡述剩余性質的定義和作用。（5分）五、計算題(共1小題，12分)1、(12分)（12分）在T-S圖上畫出下列各過程所經(jīng)歷的途徑（注明起點和箭頭方向），并說明過程特點：如G=0 （1）飽和液體節(jié)流膨脹；（3分） （2）飽和蒸汽可逆絕熱膨脹；（3分） （3）從臨界點開始的等溫壓縮；（3分） （4）過熱蒸汽經(jīng)冷卻冷凝為過冷液體（壓力變化可忽略）。（3分）參考答案一、選擇題(共7小題，7分)1、(1分)C2、(1分)A3、(1分)C4、(1分)A5、(1分)C6、(1分)C7、(1分)B二、填空題(共3小題，3分)1、(1分)Maxwell關系

13、式2、(1分)將不易測定的狀態(tài)性質偏導數(shù)與可測狀態(tài)性質偏導數(shù)聯(lián)系起來.3、(1分)氣液平衡共存三、名詞解釋(共2小題，8分)1、(5分) 指氣體真實狀態(tài)下的熱力學性質M與同一T，P下當氣體處于理想狀態(tài)下熱力學性質M* 之間的差額。2、(3分)無四、簡答題(共1小題，5分)1、(5分)剩余性質定義， 指氣體真實狀態(tài)下的熱力學性質M與同一T，P下當氣體處于理想狀態(tài)下熱力學性質M* 之間的差額。如果求得同一T，P下MR ，則可由理想氣體的M* 計算真實氣體的M 或M。五、計算題(共1小題，12分)1、(12分) (1) H=0 (2) S=0 (3) T=0 (4) P=0第四章 溶液的熱力學性質一

14、、選擇題(共21小題，21分)1、(1分)下列各式中，化學位的定義式是 ( )2、(1分)關于偏摩爾性質，下面說法中不正確的是 ( )（A）純物質無偏摩爾量 。 （B）T，P一定，偏摩爾性質就一定。（C）偏摩爾性質是強度性質。（D）強度性質無偏摩爾量 。3、(1分)關于偏摩爾性質，下面說法中不正確的是 ( )A純物質無偏摩爾量 。 BT，P一定，偏摩爾性質就一定。C偏摩爾性質是強度性質。 D.偏摩爾自由焓等于化學位。4、(1分)在一定的溫度和壓力下二組分體系汽液平衡的條件是（ ）。5、(1分)等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨A濃度的減小而減小，則B的偏摩爾體積將隨A濃度

15、的減小而( )A. 增加 B. 減小 C. 不變 D. 不一定6、(1分)對無熱溶液，下列各式能成立的是 ( ).A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE7、(1分)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，V(-)1=89.99cm3/mol，V(-)2=111.54cm3/mol，則過量體積VE= cm3/mol。A. 0.24 B.0C. -0.24 D.0.558、(1分)下列偏摩爾自由焓表達式中，錯誤的為 。 B

16、. 9、(1分)下列偏摩爾性質與溶液性質關系式中，正確的是n mol溶液性質，nM= 。10、(1分)在373.15K和2atm下水的化學位與水蒸氣化學位的關系為（ ） (A) (水)(汽) (B) (汽)(水) (C) (水)(汽) (D) 無法確定11、(1分)關于理想溶液，以下說法不正確的是( )。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均為0。12、(1分)混合物中組分i的逸度的完整定義式是( ).A. B. C. D.

17、 13、(1分)二元非理想極稀溶液, 其溶質和溶劑分別遵守 A. Henry定律和Lewis-Randll規(guī)則. B. Lewis-Randll規(guī)則和Henry定律. 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.14、(1分)下列化學位i和偏摩爾性質關系式正確的是（ ）Ai= Hi B. i= Vi C. i= Gi D. i= Ai15、(1分)下列化學位i和偏摩爾性質關系式正確的是（ ）Ai= i B. i= i C. i=i D. i= i 16、(1分)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( )。A. 引

18、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。17、(1分)對液相是理想溶液，汽相是理想氣體體系，汽液平衡關系式可簡化為（ ）。 18、(1分).苯（1）和環(huán)己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.3溶液。此條件下V1=89.96cm3/mol， V2= 109.4cm3/mol，V(-)1=91.25cm3/mol，V(-)2=109.64cm3/mol，則過量體積VE= cm3/mol。A. 0.55； B.0； C. 0.24 D.-0.5519、(1分)在373.15K和2

19、atm下水的化學位與水蒸氣化學位的關系為（ ） (A) (水)(汽) (B) (汽)(水) (C) (水)(汽) (D) 無法確定20、(1分)下列關于GE 關系式正確的是（ ）。GE = RT Xiln Xi B. GE = RT Xiln a iC. GE = RT Xiln i D. GE = R Xiln Xi 21、(1分)對二元溶液 T或 P 一定時，下列各式中，Gibbs-Duhem 方程正確的形式是（ ）。AX1dln1+ X2dln2= 0 B. X1dln1- X2dln2= 0CX1dln1/dX1 - X2dln2/dX1 = 0 D. X1dln1/dX1 + X2d

20、ln2/dX2 = 0二、填空題(共11小題，27分)1、(1分)理想溶液的過量性質ME等于 。2、(3分)由于鄰二甲苯與對二甲苯、間二甲苯的結構、性質相近，因此它們混合時會形成_溶液，它們的H=_，V=_。3、(4分)逸度和活度的標準態(tài)有兩類，1）以 定則為標準態(tài)，2）以 定則為標準態(tài)。如計算雪碧中CO2這種溶解度很小的溶質逸度時應采用 定則為標準態(tài)；如計算乙醇-水中乙醇的逸度時應采用 定則為標準態(tài)。4、(4分)理想溶液的H=_；V=_；S= ；G =_。5、(3分)由于鄰二甲苯與對二甲苯、間二甲苯的結構、性質相近，因此它們混合時會形成_溶液，它們的H=_，V=_。6、(1分)二元混合物容積

21、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= 。7、(1分)當T, P一定時，非理想溶液混合性質變化 G= 。8、(2分)等溫等壓下二元溶液組分的活度系數(shù)與組成之間關系，按Gibbs-Duhem方程 X1dln1+_ = _ 。9、(6分)在表格空格處填入合理的性質和關系（每格0.5分） iMM = Xi iln fln ln i10、(1分)溶液中組分i的活度系數(shù)的定義是 i =_。11、(1分)Wilson方程是在 溶液模型和 概念基礎上建立的關于活度系數(shù)與組分組成的關系式。三、判斷題(共3小題，3分)1、(1分)由于鄰二甲苯與

22、對二甲苯、間二甲苯的結構、性質相近，因此它們混合時會形成理想溶液。( )2、(1分)理想溶液各組分的活度系數(shù)和活度為1。( )3、(1分)逸度也是一種熱力學性質, 溶液中組分i的分逸度與溶液逸度的關系為四、名詞解釋(共4小題，14分)1、(3分)偏摩爾性質2、(4分)過量性質（超額性質）3、(4分)理想溶液4、(3分)活度五、簡答題(共3小題，16分)1、(6分)在表格空格處填入合理的性質和關系 M f i2、(5分)簡述活度的定義和物理意義。（5分）3、(5分)偏摩爾性質定義及物理意義六、計算題(共8小題，109分)1、(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

23、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）2、(14分)（14分）25，0.1MPa下組分1和2形成溶液，其體積可由下式表示：V = 80 24X1 20X12 (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，(1) （6分） (2) （2分） （3）V1 , V2（2分） （4）V（2分） ；（5）VE. （2分） 標 準 態(tài) 按Lewis-Randall定則3、(16分)由實驗數(shù)據(jù)得到25，1atmH = 150 - 45X1 + 10X12

24、- 15 X13 H 單位是J/mol， X1 是組分的摩爾分數(shù)。求該溫度壓力下，（1） 和（2）H1 和H2（3）H1 和H2（4）H （5）HE 參考答案一、選擇題(共21小題，21分)1、(1分)A2、(1分)B3、(1分)B4、(1分)A5、(1分)A6、(1分)D7、(1分)A8、(1分)D9、(1分)D10、(1分)B11、(1分)B12、(1分)A13、(1分)A14、(1分)C15、(1分)C16、(1分)D17、(1分)D18、(1分)A19、(1分)B20、(1分)C21、(1分)A二、填空題(共11小題，27分)1、(1分)02、(3分)理想溶液，0，03、(4分)Lew

25、is-Randall定則，Henry定則；Henry定則，Lewis-Randall定則；4、(4分)0，0, ,5、(3分)理想溶液，0，06、(1分)V =X1X27、(1分)G=RTxiln（i xi ）8、(2分) X2 d2 , =09、(6分) GE/RT GE/RT=xilni10、(1分)ai/Xi11、(1分)無熱， 局部組成三、判斷題(共3小題，3分)1、(1分)2、(1分)3、(1分)四、名詞解釋(共4小題，14分)1、(3分)偏摩爾性質 在T、P和其它組分量nj均不變情況下，向無限多的溶液中加入1mol的組分i所引起的一系列熱力學性質的變化。2、(4分)超額性質的定義是

26、 ME = M -Mid，表示相同溫度、壓力和組成下，真實溶液與理想溶液性質的偏差。ME 與ME意義相同。其中GE是一種重要的超額性質，它與活度系數(shù)相關。3、(4分)理想溶液有二種模型（標準態(tài)）：iid= Xi fi （LR） 和iid= Xi ki（HL）有三個特點：同分子間作用力與不同分子間作用力相等，混合過程的焓變化，內能變化和體積變化為零，熵變大于零，自由焓變化小于零。4、(3分)無五、簡答題(共3小題，16分)1、(6分) M i2、(5分)活度的定義是， 或活度的物理意義是，活度是相對逸度，對理想溶液活度就是濃度，對非理想溶液活度是校正濃度。3、(5分)偏摩爾性質：在給定的T，P和

27、組成下，向含有組分i的無限多的溶液中加入1摩爾的組分i所引起一系列熱力學性質的變化。六、計算題(共8小題，109分)1、(15分) 2、(14分)= 56-40X1+20 X1 2 = 80 + 20 X1 2 = 56 cm3 /mol = 100 cm3 /mol V1 = 36 cm3 /mol V2 = 80 cm V = 20X1 X2 VE = 20X1 X23、(16分)（1） = 105 + 20X1 - 55X12 + 30X13 ， = 150 -10X12 + 30X13 （2）H1 = 100 J/mol ，H2 = 150 J/mol （3）H1 = 105 J/mo

28、l ， H2 = 170 J/mol（）H = 5X1 + 10X12 -15X13 （5） HE = H第五章 化工過程能量分析氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱過程，對外作功，如忽略動能和位能變化，無摩擦損失，則此過程氣體焓值 ( ).A. 增加 B 減少 C不變 D. 不能確定要加熱50A.60的熱水 B.80的熱水 C.不可逆過程中孤立體系的（ ）A.總熵總是增加的，有效能也是增加的。B.總熵總是減少的，有效能也是減少的。C.總熵是減少的， 但有效能是增加的。 D. 總熵是增加的，但有效能是減少的。 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( )。

29、A. 可逆的 B.不可逆的 C. 不可能的 在431.15K與286.15K之間工作的熱機的最大效率是 （ ）A. 91.77% B.50.70% C. 33.63% D.39.67%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，一為不可逆過程，此二過程環(huán)境熵變存在（ ）。A（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= 0按第二定律，無論什么過程體系的熵變 。 A.0 B.0 C.=0 D.不確定在孤立體系中，因不可逆性導致作功能力損失。公式（式中為環(huán)境溫度）是從傳熱過程推出的 。 A僅適用傳熱過程 B. 也適用傳質過程 C 也適用流動過程 D.

30、任何過程都行體系經(jīng)不可逆循環(huán)又回到初態(tài)，則熱溫商的循環(huán)積分_ A 0 關于做功和加熱本領的描述，不正確的是（ ）A壓力相同，過熱蒸汽的做功本領比飽和蒸汽大。B溫度相同，高壓蒸汽的作功本領比低壓蒸汽強。C溫度相同，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強。 D放出的熱相同，高溫高壓蒸汽的作功本領比低溫低壓蒸汽的大。非流動過程的理想功Wid等于（T.P. V為體系溫度，壓力及體積變化，T0、P0為環(huán)境溫度，壓力）。A). U B) U-T0S C) U-TS+PV D)U-T0S+P0V損失功也是過程可逆與否的標志，因此有：A) WL=T0*S體 B)WL=T0*S環(huán) C)WL=T0*S總 D)WL=-T0

31、*S總體系由狀態(tài)1（P1,T1）可逆變化到狀態(tài)2（P2,T2），該過程用EX的變化等于。A)Wid B)WL C)-Wid D)T0S總同一熱機在夏天的熱機效率比在冬天的熱機效率（ ） A. 相同 B.低 C.高 D.不一定500恒溫熱源下100KJ的熱量所具有的有效能為 。（T0=298K） 100KJ B. 約40KJ C. 約60KJ D. 約20KJ卡諾制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與( )有關。A. 制冷劑的性質 B. 制冷劑的工作溫度 C. 制冷劑的循環(huán)速率 D. 壓縮機的功率任何體系在一定狀態(tài)下的有效能是從所處狀態(tài)達到與環(huán)境相平衡的可逆過程中，對外界作出的最大功。A） 正確 B) 錯誤有效能

32、是系統(tǒng)的一種熱力學性質。因此，系統(tǒng)某個狀態(tài)的有效能的數(shù)值與環(huán)境狀態(tài)無關。A） 正確 B) 錯誤壓力相同時，過熱蒸汽的有效能較飽和蒸汽大，因此其做功的本領也較大。A） 正確 B) 錯誤溫度相同時，高壓蒸汽的有效能較低壓時蒸汽大，所以通常用高壓蒸汽作為工藝加熱之用。A） 正確 B) 錯誤蒸汽在透平機作可逆絕熱膨脹，體系和環(huán)境總的有效能是守恒的。A） 正確 B) 錯誤根據(jù)能量守恒定律，在不消耗外部能量的前提下，功可以自發(fā)的全部轉化為熱，熱可以完全自發(fā)的轉化為功。A） 正確 B) 錯誤熱力學效率表示能量利用真實過程與可逆過程的差距，因此，熱力學效率必然小于1。A） 正確 B) 錯誤要對化工過程進行節(jié)能

33、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） 正確 B) 錯誤根據(jù)熱力學第一定律，對某過程或系統(tǒng)的能量衡算，不僅能確定能量的數(shù)量利用率，而且能全面地評價能量利用情況。A） 正確 B) 錯誤一定狀態(tài)下體系的有效能是體系由該狀態(tài)達到與 時此過程理想功。體系經(jīng)過不可逆過程，則過程熵變一定大于過程的 商。純物質T-S圖兩相區(qū)水平線段（結線）長度表示 大小。單位質量穩(wěn)流體系能量平衡方程是 。穩(wěn)流體系熵方程中熵產(chǎn)生是體系內部 所引起的。體系由一狀態(tài)到另一狀態(tài)變化過程中以_方式進行時的功效應，稱為此過程的理想功。能量平衡是以熱力學 為基礎，有效能平衡是以熱力學 為基礎。能量平衡是反映系統(tǒng)

34、中能量的 利用情況，有效能平衡是反映系統(tǒng)中能量 的利用情況。根據(jù)熱力學的觀點，體系與環(huán)境間由于_作推動力而傳遞的能量稱為熱，熱力學第一定律的數(shù)學表達式是_規(guī)定體系吸熱為正值，放熱為負值，體系得功為正值，對環(huán)境做功為負值。對穩(wěn)定流動體系單位質量能量的平衡方程式是_.當單位質量流體穩(wěn)定流經(jīng)水平、等徑的閥門時，其能量平衡方程式可以簡化為_當單位質量的流體經(jīng)過絕熱節(jié)流膨脹（忽略功、能和位能的變化）其能量守恒方程節(jié)流式正氣量熱計用于測量濕蒸汽的干度，其原理是是么？卡諾定理的主要內容是是么？熱力學第二定律的表達式是_孤立體系的熵增表達式是_從熱力學的角度分析某流體流動裝置必須遵循哪三個原理？什么是理想功、

35、損失功？理想功的兩個基本條件是是么？考察理想功的作用是什么？在化工過程中，動能、位能變化不大的穩(wěn)定流動過程理想功Wid表達式可簡化為什么？穩(wěn)定流動體系物流的有效能EX的基本計算式為：_在T-S圖上1-2-3-4表示卡諾循環(huán)，問卡諾循環(huán)效率用面積比如何表示 T 1 243 S 單位質量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程是_。 流體經(jīng)常通過噴嘴獲得高速氣體（超音速），該高速氣體的速度為 _。計算題(12分)有一股熱水流經(jīng)一段管道，由于保溫不良，溫度由90 下降到80， 試求此流動過程中，每千克水的理想功和損失功。假設管道的壓降可忽略，水的熱容Cp =4.186kJ/kg K，環(huán)境溫度 T0(12分)試求1k

36、mol，300K的空氣，由0.1MPa等溫可逆壓縮到10MPa的軸功和理想功。環(huán)境溫度取T0為298K。(10分)0.1013Mpa的飽和水蒸汽被絕熱壓縮至0.3pa，280，蒸汽流率為1000Kg/h，環(huán)境溫度25()壓縮機的功率()理想功和熱力學效率0.1013MPa飽和水蒸汽的焓值和熵值分別為:H1=2676.1kJkg-1 S1=7.3549 kJkg-1K-1。0.3MPa和280過熱蒸汽的焓值和熵值分別為H2=3028.6kJkg-1 S2=7.6299 kJkg-1K-1(12分)(1)氣體由20，2.0m3 (狀態(tài)1)經(jīng)絕熱過程到150，1m3(狀態(tài) （2）初態(tài)同（1），經(jīng)恒容

37、過程加熱到150（狀態(tài)3），需熱量95kj （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），同時移走185kj(12分)壓力0.689Mpa, 溫度260C的過熱蒸汽，以一定線速度進蒸汽動力裝置透平作功，乏氣為0.138MPa，設此為可逆絕熱膨脹過程。求：（1）每kg蒸汽的軸功（不計動能變化）；（2）進、出蒸汽的有效能（不計動能變化）；（3）有效能效率ex （設環(huán)境T=293K , P=0.1013Mpa,熱損失可忽略）有關數(shù)據(jù)P (bar)T (k)H (KJ/kg)S (KJ/kg.k)Hf (KJ/kg)Sf (KJ/kg.k)Hg (KJ/kg)Sg (KJ/kg.k)

38、進透平蒸汽6.895332975.47.155出透平蒸汽1.38456.31.4042689.17.252環(huán)境水84.980.2964(12分)氨冷凝器用冷卻水將氣態(tài)氨冷凝為液氨，冷凝器進出口參數(shù)：氨進口：383k，1.2MPa，H1=1897kJ/kg，S1=9.010KJ/（kg.K） 氨出口：305k，1.2MPa，H2=565.2kJ/kg，S2=4.689KJ/（kg.K） 水進口：293k，0.1MPa，H3=84.10kJ/kg，S3=0.297KJ/（kg.K） 水出口：303k，0.1MPa，H4=125.81kJ/kg，S4=0.435KJ/（kg.K） 假設冷凝器與周圍環(huán)

39、境無熱交換，環(huán)境溫度T0=298K。試求：(1)冷凝1Kg汽氨耗用冷卻水量（4分）；(2)冷凝1Kg汽氨總損耗功（8分）。(13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， （1）制備1噸熱水需用多少冷水和水蒸汽？ （2）此混合過程理想功和損失功是多少（按1噸熱水計）？ （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 (4) 比較（2）和（3）的結果，哪一個損失功??？為什么？設混合過程熱損失可忽略，環(huán)境溫度是20有關數(shù)據(jù)列于下： 熱水（80 ） 熱水（95） 冷水（20） H （kJ/k

40、g） 334.91 397.96 83.96 2819.7S （kJ/（kg K） 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931（10分）設有壓力為1.013MPa、 6.868MPa、 8.611MPa的飽和蒸汽和1.013MPa， 573K的過熱蒸汽和8.611MPa，573K的飽和水，若這些蒸汽和水經(jīng)充分利用后，最后排出0.1013MPa， 298K的冷凝水（即環(huán)境狀態(tài)）。（1）將它們做功本領從大到小排序，并說出如此排序的理由。（不需要計算）（2）簡要闡述如何合理利用蒸汽。（3）計算3#（序號見下表）飽和蒸汽的有效能Ex。(4) 若將3#飽和蒸汽變成4#飽和水，環(huán)境溫度為298

41、K，請計算此過程所做的理想功。序號P, MPaT,KS (KJ/Kg.K )H (KJ/Kg )0#水0.10132980.3674104.91#飽和蒸汽1.0134536.58227762#過熱蒸汽1.0135737.1330533#飽和蒸汽8.6115735.78727834#飽和水8.6115733.25341344(12分) 試求將1kg，0.6MPa的空氣，按如下條件變化時的熱量變化，以及有效能變化。取環(huán)境溫度為25（1）等壓下由-38加熱至30（2）等壓下由30冷卻至-170(12分)有一臺空氣壓縮機，為氣動調節(jié)儀表供應壓縮空氣，平均空氣流量為500m3h-1，進氣初態(tài)為25，0.

42、1Mpa，壓縮到(12分)一汽缸活塞裝置中以氣體經(jīng)過不可逆過程后，內能增加了32kJ，在此過程中，體系從540K的貯熱器接受熱量100KJ，然后又經(jīng)過一可逆過程回到始態(tài)，此過程也只在體系與540K的貯熱器之間發(fā)生，已知經(jīng)此兩過程后，貯熱器的熵變?yōu)?.01KJ/K，試計算（1），在第一個不可逆過程中，體系所做的功（2），在第二個可逆過程中所傳遞的熱量（3），在第二個可逆過程中體系所做的功(12分)設有1mol理想氣體在恒溫下由10atm，300k經(jīng)不可逆膨脹至1atm時所做的功是1kcal，計算和Wl（環(huán)境溫度T0=300k，按穩(wěn)流體系考慮）(16分)試比較如下幾種水蒸汽，水和冰的有效能大小。設

43、環(huán)境溫度為298K。 0.15MPa，160 0.3MPa， 160 0.07MPa，100 100 0.1MPa，100 0.1MPa，0(10分)某人稱其能用100的飽和水蒸汽，提供140的熱能，且每公斤水蒸汽可供熱量1800kJkg參考答案12345678910BADCCADDAC11121314151617181920DCABCBBBAB2122232425ABAAB環(huán)境基態(tài)完全平衡熱溫商汽化熵H+1/2u2+gZ=Q+WS不可逆性完全可逆第一定律；第二定律量；品質溫差 UQWH1/2U2+gz=Q+Ws 或HEkEpQWsHQH0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

44、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。所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的熱機，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，與工作介質無關。 max1T2/T1dsQ/Tds0質量守恒 能量守恒 熵增原理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-Wid1）體系內部一切變化可逆2）體系只與溫度為T0的環(huán)境進行可逆的熱交換。理想功是一個理論的極限值，用來比較實際功的標準。wid = H-T0SEX=(H

45、-H0)-T0(S-S0)=T0*S-Hh + u2/2 + gz = q+ wS；計算題(12分)WL = Wid = 7033 kJ/kg(12分)解：由空氣的T-S圖可查得，在300K下，各壓力狀態(tài)下的焓值和熵值如下： 0.1MPa，H1=13577 kJkmol-1 S1=126 kJkmol-1K-1 10MPa，H2=1300 kJkmol-1 S2=87 kJkmol-1K-1 穩(wěn)流系統(tǒng) H=Q-WS 可逆過程 WS=Qrev-H 其中可逆熱Qrev=TS=T（S2-S1）=300（87-126）=-11700 kJkmol-1所以 理想功 計算結果表明，等溫下將空氣從0.1MP

46、a壓縮至10MPa時，其消耗的理想功比可逆軸功要少一些，這是因為壓縮時放出的熱量可逆地傳遞給環(huán)境，環(huán)境獲到了部分功，消耗的功最少。 (10分)(1)Ws= H1- H2=2676.1-3028.6=-352.5 kJkg-1 (2) Wid=T0S-H=298.15(7.6299-7.3549)-(3028.6-2676.1)=-270.4 kJkg-1(12分)解： 對封閉體系 （1） （2）此過程為恒容過程 ， W=0 （3）20，2.0m3 (1),1m3(2) 150(3)U是狀態(tài)函數(shù) 又 ， ，W=190kJ(12分)解：(1)按等熵s1=s2 蒸汽進1點出2點，x=(s2-s2f)

47、/(s2g-s2f)=(7.155-1.404)/(7.252-1.404)=0.9834 H2=H2gx2+H2f(1-x2)=2689.1*0.9834+0.0166*456.3=2652kg/kJ WS=( H1- H2)=-(2975.4-2652)=-323.4kg/kJ 忽略動能變化，WS=323.4 kg/Kj（2）B1=H1-0+TS1-0=（2975.4-84.98）-293*（7.155-0.2964）=2890.4-2009.6=880.8 kg/Kj B2=（2562-84.98）-293*（7.155-0.2964）=2567-2009.6=557.4（3）B=B-/

48、B+=（Ws+B2）/B1=（323.4+557.4）/880.8=100% 忽略動能變化(12分).第一定律，Q=0，W=0，H=0，1*（1897-565.22）=G水（125.81-84.1） G水=31.93kg氨冷凝器作孤立體系， SL=G水S水+1*S氨 =31.93（0.435-0.297）+（4.689-9.010）=0.0853kJ/kg氨冷凝水 WL=T0SL=298*0.0853=25.41 kJ/kg氨冷凝水(13分)（1）334.1 * 1000 = 83.96 * （1000 - m汽）+ 2819.7 * m汽 ， m汽= 91.73 kg(10分)（1）3#2#

49、1#4# 因為溫度壓力越高，蒸汽的作功本領越大；溫度相同時，壓力越高，蒸汽的作功本領越大；壓力相同時，溫度越高，蒸汽的作功本領越大； 任何溫度壓力下的飽和蒸汽比任何溫度壓力下的飽和水作功本領大。（2）應盡可能利用高壓蒸汽來做功，低壓蒸汽來加熱。（3）(12分)解：由空氣的T-S圖可查得0.6MPa下各溫度狀態(tài)的焓及熵值如下： -38（235K），H1=11620 Jmol S1=104 Jmol-1K-1 30（303K），H2=13660 Jmol S2=111 Jmol-1K-1 -170（103K），H3=7440 Jmol S3=77 Jmol-1K-1 （1）等壓加熱熱量 有效能變化

50、 （2）等壓冷卻熱量 有效能變化 (12分)解：對絕熱過程 H=-Ws 初、終態(tài)的焓值可以查空氣的有關圖表得到，也可以從氣體的P-V-T關系式求得。由于壓力不高，此時空氣可當成理想氣體處理。多變指數(shù)k 可導出理想氣體絕熱可逆過程的軸功式壓縮時溫度變化關系式為： 即為224如果出口壓力較高，則不能當成理想氣體處理，真實氣體的PVT性質是可以通過狀態(tài)方程準確計算的。(12分)解：（1）因為 所以W1=-Q1+(2) 因為S貯=-Q體系1 /T貯 - Q體系2 /T貯=0.01Q體系2= -Q體系1-S貯T貯=-100 -5.4= -105.4kJ（3）循環(huán)過程：所以答：（1）第一個不可逆過程中體系

51、所做的功為：-68kJ （2）在第二個可逆的過程中所傳遞的熱量 -105.4kJ （3）在第二個可逆過程中體系所做的功為 73.4kJ(12分)解：因為是理想氣體恒溫，所以 （即）所以Q體=-Wal=-（-1）kcal/mol=4.186*103j/mol所以=Q環(huán)/T環(huán)= -Q體/T環(huán)= -4186/300= -13.95j/mol.k= -Rln(P2/P1)= -8.314*ln(1/10)=19.14J/mol.k所以= = -13.95+19.14=5.19J/mol.kWl=T0=300*5.19=1557Jmol.k答：總熵變?yōu)?.19j/mol.k損失功為1.557kj/mol

52、(16分)解：由水和水蒸汽性質表可查得各狀態(tài)點的焓和熵值，設298K，液態(tài)水為基準態(tài)，有效能為0。 根據(jù)有效能計算式： 計算結果見下表所列。序號t,P,MPaH,kJkg-1S,kJkg-1K-1B,kJkg-10250.1104.890.3674011600.152792.87.4665572.421600.32782.37.1276662.931000.072680.07.5341439.441000.12676.27.3614487.151000.1419.041.306934.2600.1-334.4-1.224735.2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

53、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，相對稱為高品質能量。(10分)解：熱泵可以提高熱能的溫度，其原理采用某工質，使其在低于環(huán)境的溫度下蒸發(fā)，即從環(huán)境吸入熱量，再壓縮到較高壓力，在高于環(huán)境溫度下冷凝放熱，達到供熱的目的。0.1MPa，100的飽和水蒸汽，若取298K 熱能的有效能為： 487.1501.2，顯然這一說法是不可行的，實際過程中熱損耗是不可避免的，二者之間的差距更大。第七章 相平衡一、選擇題(共10小題，12分)1、(1分)對無熱溶液，下列各式能成立的是 。A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0C. G

54、E=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE2、(1分)下列方程式中以正規(guī)溶液模型為基礎的是 。A. NRTL方程 B. Wilson方程C. Margules方程 D .Flory-Huggins方程3、(1分)戊醇和水形成的二元三相氣液液平衡狀態(tài)，其自由度F= 。A. 0 B. 1C. 2 D. 34、(1分) 在一定的溫度和壓力下二組分體系汽液平衡的條件是（ ）。 5、(1分)對液相是理想溶液，汽相是理想氣體體系，汽液平衡關系式可簡化為（ ）。A yi f = xi piS B. yi p =i xi piS C yi p = xi piS D. yi p = xi piS 6、(

55、1分)二相（相和相）二元（組分1和2）體系，一定T，P下，達到平衡時，下列關系式中能成立的是 。A.1a=2, 1=2 B. 1a=2, 2a=1C.1a=1, 2a=2 D. 1a=1,1=27、(1分)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（ ）。A. 足夠多的實驗數(shù)據(jù) B. 1 ln（1/2）dX10 C. （ln1）/ PT，X0 D. （ln1）/ TP，X 0二、判斷題(共2小題，2分)1、(1分)二元共沸物的自由度為2。( )三、簡答題(共5小題，25分)1、(5分)工程上常見的汽液平衡問題有哪些類型？2、(5分)相平衡準則。3、(5分)簡述汽液平衡計算的兩種處理方

56、法。4、(5分)相平衡的熱力學一致性檢驗5、(5分)各相的溫度、壓力相同外，各相中各組分i的分逸度 （化學位）必須相等四、計算題(共8小題，132分)1、(15分)乙醇（1）-甲苯（2）溶液達汽液平衡，測得P=183mmHg,t=45C,X1=0.300,Y1=0.634, 45C下蒸汽壓 P1s=173mmHg,P2s=75.4mmHg,汽相可視為理想氣體 求: (1)活度系數(shù)1, 2 (2)GE (3)與理想溶液比是正偏差還是負偏差？為什么？2、(12分)已知某含組分 1 和 2的二元溶液，可用 ln1=AX22 , ln2=A X12 關聯(lián)，A可視為常數(shù)，60 下達汽液平衡時能形成共沸物

57、，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：1GE表達式；2A值；60C下恒沸點組成和平衡蒸汽壓。（12分）3、(18分)4、由文獻乙腈（1）- 水（2）體系能形成共沸物。60 ，414.10mmHg下達汽液平衡時，x1 = 0.4843，y1 = 0.6792 試計算：1）此條件下活度系數(shù)1和2 （2分）；2）Maugules方程的常數(shù) A和 B （2分）；3）60下無限稀釋活度系數(shù)1 和2（2分）；4）60下共沸點組成（4分） ；60下共沸點處平衡蒸汽總壓。（4分）設此體系汽相可視為理想氣體。已知Antoine方程形式為 log PiS = Ai - Bi/（Ci + t） t-，PiS- 飽和蒸汽壓，mmHg。Antoine 常數(shù) 乙腈： A1 = 7.33986 B1 = 1482.290 C1 =250.523 水： A2 = 8.07131 B2 = 1730.63 C2 =233.426 Margules 方程形式 ln1 = x22 A + 2（B - A）x1 ln2 = x12 B + 2（A - B）x2 Margul