化工熱力學試題

化工熱力學試題作者：20～20學年第學期期末考試試卷《化工熱力學》（A或B卷共頁）（考試時間：年月日）

學院專業(yè)班年級學號姓名

題號一二三四五六七八九十成績得分

一、判斷題：試判斷對錯，并寫出原因或相應的公式（5分×4＝20分）1．熵增原理的表達式為：△S≥0（）

2.凡體系的溫度升高時，就一定吸熱;而溫度不變時，則體系既不吸熱也不放熱。(

3．無論以Henry定律為基準，還是以Lewis-Randall規(guī)則為基準定義活度，活度和逸度的值不變。（）

4.烴類物系汽液平衡計算可以使用K值法。（）

二、簡答題（4×10分＝40分）

1．寫出穩(wěn)定流動系統(tǒng)熱力學第一定律的一般形式，并對流體流經(jīng)泵和流經(jīng)換熱器的系統(tǒng)進行適當?shù)暮喕?/p>

2．寫出水在一定溫度下的飽和蒸氣壓的獲得方法。

3.

狀態(tài)函數(shù)的特點是什么？

4.簡述估算沸點下蒸發(fā)焓的方法

三、計算題（共3題，共40分，其中第一題15分，第二題15分，第三題10分）

1．（1）已知某飽和液體在273K時，Hm=0,Sm=0，飽和蒸氣壓為1.27×105Pa，若求478K，68.9×105Pa時該物質(zhì)蒸汽的Hm和Sm，請設計出計算路徑，并畫出圖。（2）請寫出各步驟的焓和熵的計算公式。已知：該物質(zhì)的飽和蒸氣壓方程為：，狀態(tài)方程為:，理想氣體熱容為：，式中各物理量均為國際單位制標準單位，A、B、C、D、E為常數(shù)。

2．某二元溶液，Lewis-Randall規(guī)則標準態(tài)的超額Gibbs自由能可由下式給出：式中：β為常數(shù)，兩純組元逸度分別為，單位為Pa，,T：K,求：（1）以Lewis-Randall規(guī)則為標準態(tài)的活度系數(shù)的表達式。（2）以Henry定律為標準態(tài)的活度系數(shù)的表達式。

3．寫出已知壓力（p）和液相組成（x1,x2,…,xn），求泡點溫度（T）及與之相平衡的汽相組成（y1，y2，…，yn）的計算過程（可以寫計算框圖，也可以敘述計算程）。

20～20學年第學期期末考試試卷《化工熱力學》（A或B卷共頁）（考試時間：年月日）

學院專業(yè)班年級學號姓名

題號一二三四五六七八九十成績得分

一、簡答題（共5題，共40分，每題10分）

1．寫出封閉系統(tǒng)和穩(wěn)定流動系統(tǒng)的熱力學第一定律。

2．寫出中低壓下汽液相平衡的關系式。（其中：液相用活度系數(shù)表示，以Lewis-Randall規(guī)則為基準；汽相用逸度系數(shù)表示）。

3.寫出混合物中i組元逸度和逸度系數(shù)的定義式。

4.請寫出剩余性質(zhì)及超額性質(zhì)的定義及定義式。

二、推導題（共2題，共20分）

1.請推導出汽液相平衡的關系式。（其中：液相用活度系數(shù)表示，以Lewis-Randell規(guī)則為基準；汽相用逸度系數(shù)表示。）

2.從上式出發(fā)，進行適當?shù)募僭O和簡化，推導出拉烏爾定律。三、計算題（共4題，共40分，其中第一題15分，第二題15分，第三題10分）

1.求某氣體在473K，30×105Pa時，Hm=?已知：pVm=RT+10-5p，其中：p單位Pa，Vm單位m3·mol-1，Cpid=7.0+1.0×10-3T(J·mol-1·K-1。設：該飽和液體在273K時，Hm=0(J·mol-1。其中安托尼常數(shù)A=20.7，B=2219.2，C=-31.13。（安托尼方程中壓力p：Pa，T：K，壓力用自然對數(shù)表示）（設Δz=1）

1.

2.二元溶液中組元1的逸度為，求：(1

純組元1的逸度（2）組元1在溶液中的Henry常數(shù)k1(2

用x1表示的表達式（基于Lewis-Randell規(guī)則）(3

用x1表示的表達式（基于Henry定律）

二元溶液中組元1的逸度，求：(1純組元1的逸度(2組元1在溶液中的Henry常數(shù)k1(3用x1表示的表達式（基于Lewis-Randell規(guī)則）(4用x1表示的表達式（基于Henry定律）

3.有人提出用下列方程組來表示恒溫恒壓下簡單二元體系的偏摩爾體積：其中，V1和V2是純組分的摩爾體積，a、b只是T、p的函數(shù)，試從熱力學角度分析這些方程是否合理？

20～20學年第學期期末考試試卷《化工熱力學》（A或B卷共頁）（考試時間：年月日）

學院專業(yè)班年級學號姓名

題號一二三四五六七八九十成績得分

一、判斷題：試判斷對錯，并寫出原因或相應的公式（5分×4＝20分）

1.理想氣體的熵和吉氏函數(shù)僅是溫度的函數(shù)。(

2．純物質(zhì)由蒸汽變成固體，必須經(jīng)過液相。（）

3．理想氣體混合物就是一種理想溶液。（）

4．溫度和壓力相同的兩種純物質(zhì)混合成理想溶液，則混合過程的溫度、壓力、焓、熱力學能、吉氏函數(shù)的值不變。（）

二、簡答題（共4題，共40分，每題10分）

1.為什么K值法可以用于烴類混合物的汽液平衡計算？

2．試定性討論純液體在等壓平衍汽化過程中，M(＝V、S、G、Cp隨T的變化(可定性作出M—T。圖上的等壓線來說明。

3.汽相和液相均用逸度系數(shù)計算的困難是什么？

4．簡述對應狀態(tài)原理。

三、計算題（共4題，共40分，其中第一題15分，第二題15分，第三題10分）

1．某蒸汽壓縮制冷裝置，采用氨作制冷劑，制冷能力為105kJ/h，蒸發(fā)溫度為－15℃，冷凝溫度為30℃，設壓縮機作可逆絕熱壓縮，試求：（1）壓縮單位制冷劑所消耗的功。（2）制冷劑每小時的循環(huán)量。（3）該制冷裝置所提供的單位制冷量。（4）循環(huán)的制冷系數(shù)。

2．低壓下丙酮（1）—乙腈（2）二元體系的汽液平衡中，汽液兩相假定均可視為理想體系，查得丙酮、乙腈的飽和蒸氣壓方程如下：的單位為KPa，T的單位為K。試求：（1）

當p為85KPa，t為55C，該體系的汽液平衡組成y1,x1（2）

溶液中總組成為z1=0.8，當p為85KPa,t為55C，該體系的液相分率以及汽液相組成y1，x1（3）

當t為55C，