嗫?暁雲?
范文一：化工热力学试题
化工热力学试题(A)卷
学号 姓名 成绩
一(单项选择题(每题1分，共15分):
1(纯物质临界点时，其对比温度T( )。 r
A( = 0 B(< 0="" c(=""> 0 D(=1
2(Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是( )。
11OOA(B = BωB B(B = B ω + B
11OO)= B +ωB D(B = B + ωB C(BP/(RTCC
3(对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有( )。 A( dH = TdS + Vdp B(dH = SdT + Vdp C( dH = -SdT + Vdp D(dH = -TdS – Vdp
4(对理想气体有( )。
A(〈 0 B(〉0 TT
C(= 0 D(= 0 T P
5(不可逆过程中，孤立体系的( )。
A(总熵增加，火用也增加。 B. 总熵减少，火用也减少。 C(总熵减少，但火用增加。 D(总熵增加，但火用减少。
6(纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态( )。
A(饱和蒸汽 B.饱和液体
C(过冷液体 D.过热蒸汽
7(关于制冷原理，以下说法不正确的是( ) A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。
B. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。
C. 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。
D. 只有当，经节流膨胀后，气体温度才会降低。 E. 理想气体的永远是等于0的。
8(作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机)中抽出部分蒸汽( )
A( 锅炉加热锅炉进水 B(回热加热器加热锅炉进水 C. 冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热
E9(下列关于G 关系式正确的是( )。
EEA. G = RT ?Xln X B. G = RT ?Xln iiii
EEC. G = RT ?Xln γ D. G = R ?Xln X iiii
10(下列化学位μ和偏摩尔性质关系式正确的是( ) i
A(μ= B. μ= iiii
C. μ= D. μ= iiii
11(对二元溶液 T或 P 一定时，下列各式中，Gibbs--Duhem 方程正确的形式( )。 A(Xdlnγ+ Xdlnγ= 0 B. Xdlnγ- Xdlnγ= 0 11221122
C(Xdlnγ/dX - Xdlnγ/dX = 0 D. Xdlnγ/dX + Xdlnγ/dX = 0 111221111222
12(等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中( )。 A. 足够多的实验数据 B. ln(γ/γ)dX?0 121
C. [ (lnγ)/ P]?0 D. [ (lnγ)/ T]?0 ，，1TX1PX
13(对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数γ( )。 i
A( >1 B. < 1="" c.="1" d.="0">
14(对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为( )。
SSA( y f = x p B. y p =γ x p iiiiiii
SSC( y p = x p D. y p = x p iiiiiii
15(苯(1)和环己烷(2)在303 K，0.1013 MPa下形成X= 0.7的溶液。已知此条件下1
3333V=89.96 cm/mol ，V=109.4 cm/mol， =90.20 cm/mol =110.69 cm/mol ，则溶12123液体积是( ) cm/mol。
A( 99.68 B. 95.97
C. 96.00 D. 96.35
二(填充题(每空1分，共13分):
1(纯物质 T—S 图的拱形曲线下部为_______________ 区。
2(一定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与____________成完全平衡状态时，此
过程的理想功。
3(纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。
4(溶液中组分i的活度系数的定义是 γ =________________________。 i
5(单位质量稳定流动体系能量平衡方程_______________________________, 对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 ______________________，对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为_______________________。
6(在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质
M
M = Σ X iii
ln f
ln Φ
ln γ i
三(名词解释题(每题4分，共20分):
1(偏心因子
2(相平衡准则
3(过量性质(超额性质)
4(剩余性质
5. 理想溶液
四( 计算题
1、 (12分)化工生产中需0.1MPa，80?热水用于设备保温，此热水由0.2MPa，175?水
蒸汽通入0.1MPa，20?冷水在热水槽中混合得到。请计算:
(1)制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽,(4分)
(2)此混合过程理想功和损失功各是多少(按1吨热水计),(4分)
(3)如果用0.1MPa，95?热水代替水蒸气制备0.1MPa，80?热水，那么损失功又是多
少(按1吨热水计),(2分)
(4) 比较(2)和(3)的结果，哪一个损失功小,为什么,(2分) 设混合过程热损失可忽略，环境温度是20?。有关数据列于下:
热水(80? ) 热水(95?) 冷水(20?) 水蒸气(175?) H (kJ/kg) 334.91 397.96 83.96 2819.7
S (kJ/(kg K)) 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931
2、 (12分) 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h，氨蒸发温度是243 K, 蒸发器出口的氨饱和蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K，过冷到298K，再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器。问:
(1)如果压缩机进、出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg，冷凝器出口过 冷氨的焓是540kJ/kg，试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数。(5分) (2)如果将氨的蒸发温度调整到253K， 压缩过程仍为可逆绝热压缩，其余条件不 变，试问压缩机的理论功率有何变化，为什么,此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg和1912kJ/kg。(3分)
(3)在T--S图上标出(1)、(2)二循环过程。(4分)
3、(14分)由实验数据得到25?，1atm下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示:
23 H = 150 – 45x + 10x – 15 x 111
H 单位是J/mol， x 是组分1的摩尔分数。求该温度压力下， 1
??(1) 和(4分);(2)H 和H;(3分)(3) 和(3分 12 1212
E(4)ΔH (2分) ;(5)H(2分)
4、 (14分)由文献乙腈(1)— 水(2)体系能形成共沸物。60? ，414.10mmHg下达汽
= 0.6792 试计算: 液平衡时，x = 0.4843，y11
(1)此条件下活度系数γ和γ (2分); 12
(2)Maugules方程的常数 A和 B (2分);
? ?(3)60?下无限稀释活度系数γ和γ(2分); 12
(4)60?下共沸点组成(4分) ;
(5)60?下共沸点处平衡蒸汽总压。(4分) 设此体系汽相可视为理想气体。
S S已知Antoine方程形式为 log P= A – B/(C + t) t—?，P— 饱和蒸汽压，mmHg。 iiiiiAntoine 常数 乙腈: A = 7.33986 B = 1482.290 C =250.523 111
水: A = 8.07131 B = 1730.63 C =233.426 222
2Margules 方程形式 lnγ= x [ A + 2(B - A)x ] 1 21
2 lnγ = x [ B + 2(A – B)x ] 212
2 Margules常数 A = (x -x)lnγ/ x + 2 lnγ / x 211221
2 B = (x -x)lnγ/ x + 2 lnγ / x 122112
化工热力学试题(A卷)解答:(2004.6.)
一( 单项选择题
1D 2C 3A 4C 5D 6D 7B 8B 9C 10C 11A 12B 13B 14D 15D
二( 填充题
id1.二相 2. 环境 3. 零 4./x 或 / iiii
25.Δh + Δu/2 + gΔz = q + w ， Δh = q ， Δh = w SS
6.
M
M = Σ X iii^^ln f ln(f/x) lnf=?xln(f/x) iiiii^^ln Φ lnФ lnФ=?xlnФ iiI
E Eln γ G/(RT) iG/RT=?xlnγ ii
三( 名词解释题
S1.偏心因子 ω =-log (P)-1.00 ，表示某一分子偏离球形分子的程度。分子 r10Tr = 0.7
越复杂，极性越强，其值越大。偏心因子作为第三参数可用于计算Z、H、S和φ等。
2.由热力学第二定律，对P相C个组分体系，相平衡条件是，
αβγPμ= μ= μ= …… = μ(i = 1，2，3，……，C) iiii
αβ γ P用逸度可表示为，=== …… = (i = 1，2，3，……，C) iiii
Eid3.超额性质的定义是 M = M –M，表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想
EEE溶液性质的偏差。ΔM 与M意义相同。其中G是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。
Rid4.剩余性质的定义是 M = M –M，表示相同温度、压力下，真实气体与理想气体的
R偏差。运用M可计算真实气体的M和ΔM。
idid5.理想溶液有二种模型(标准态):= X f (LR) 和= X k(HL) iiiiii
有三个特点:同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。
四( 计算题
1((1)m*H m*H+ m *H 热水(?)冷水(?)冷水(?)汽汽热水(?)8080=2020
1000*334.1=(1000 – m)* 83.96+ m*2819.7 汽汽
解得: m= 91.73 kg 汽
(2)ΔS= m*S- (m*S+ m *S) 体系热水(?)热水(?)冷水(?)冷水(?)汽汽 80802020
=1000*1.0753-(0.2966 * 908.27 + 7.3931 * 91.73)= 127.74 kJ/K
?混合过程热损失可忽略,？ Q =Q=0 ？ΔS=Q/T=0 体系环境环境环境0
根据稳定流动体系第一定理:?H=Q +Ws=0 体系体系
W =?H- TΔS=0-293.15*127.74=-37446 kJ=-37446 kJ 体系id0
W =T(ΔS+ΔS) =293.15*(127.74+0)=37446 kJ 体系环境L0
(3)m*H m*H+ m*H 热水(?)热水(?)冷水(?)冷水(?)热水(?)热水(?)8080=20209595
334.1 * 1000 = 83.96 *(1000 – m)+ 397.96 * m ， 热水(?)热水(?)9595
m =799.20 kg 热水(?)95
ΔS= m*S- (m*S+ m*S) 体系热水(?)热水(?)冷水(?)冷水(?)热水(?)热水(?) 808020209595
= 1000*1.0753 – (0.2966 * 200.80 + 1.2500 * 799.20)= 16.743 kg/K
W =?H- TΔS=-4908 kJ 体系id0
W =T(ΔS+ΔS)= 4908 kJ 体系环境L0
(4) (3)损失功较小，因为传热温差较小，过程不可逆程度较低，功的损失较少。
2(
(1)W=322kJ/kg，q=1104kJ/kg，G = 90.58 kg/h ， N=8.102 kW SoT
(2)W=254kJ/kg，q=1118kJ/kg，G = 89.44 kg/h， N=6.310 kW ，ε=4.40，N=-1.79kW SoTT
23233. (1) = 105 + 20X - 55X + 30X ， = 150 -10X + 30X 11112 11
(2)H = 100 J/mol ，H = 150 J/mol 12
?? (3) = 105 J/mol ， = 170 J/mol 1223(4) ΔH = 5X + 10X -15X 111E(5) H = ΔH
S S 4( (1)log P= A – B/(C + 60)= 2.5663 P= 368.41 mmHg 11
S S log P= A – B/(C + 60)= 2.1733 P = 149.04 mmHg 22
S 因汽相可视为理想气体， 则y p =γ x pγ =1.5764, γ = 1.7284 iiii12
(2)按 margules Eq. A = 2.31135 ， B = 1.69191
? ? (3)lnγ= A = 2.31135 ，γ= 10.0882 11
? ? lnγ= B = 1.6919 ，γ = 5.4298 22
SS(4)因共沸点处 x = y ，γ= P/ P γ = P/ P ii1122代入 Margules Eq. ，二式相减，并化简;
SS代入P ，P ，A， B ， 二式联立解得: 12
x = 0.7073 = Y ， x = 0.2927 = Y 1122
S (5)P =γ/ P = 416.6 mmHg 11
范文二：化工热力学试题
一、 单项选择题（每题3分，共30分）：
1．关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ B ） A. 研究体系为实际状态。
B. 解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。 C. 处理方法为以理想态为标准态加上校正。
D. 获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。
2．下列关于G E 关系式正确的是（ C ）。
A. GE = RT ∑Xi ln Xi B. GE = RT ∑Xi ln a i C. GE = RT ∑Xi ln γi D. GE = R ∑Xi ln Xi 3．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ D ）。 A. G i =μi
-
-??(nG )?B. d G i =V i dP -S i dT ；C. G
i =??
---
??n i ?T , P , n j ≠i
-??(nG )?D. G
i =??
??n i ?T , nV , n j ≠i
4. 下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质( D )
（A ）与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。
5．关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程
变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
6．范德华方程与R －K 方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V 值是 B 。 A 、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积
C 、无物理意义 D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积
7
。
A B 、 H i =U i +P V i
C i V i U i =U i D 、理想溶液的S i =S i G i =G i 8．由纯组分形成理想溶液时，其混合焓ΔHid
A. >0； B. =0； C. <0 ；="" d.="" 不确定。="" 9．体系中物质i="" 的偏摩尔体积v="" i="" 的定义式为：="" 。="" a.="" v="" i="">
?V 总?V ?V ?V i
]T , v , n j ≠i C . V i =[i ]T , p , n j ≠i D. V i =[总]T , p , n j ≠i ]T , v , n j ≠i B . V i =[?n i ?n i ?n i ?n i
10．混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是
A. f =∑x i f i ； B. f =∑f i ； C. lnf =
∧
∧
∑x i ln
f i 0
； D. lnf =∑x i ln f x i
∧
二、填充题（每题2分，共20分）
1．纯物质 P-V 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于
。
2
3. 热力学性质之差。
?/x f =f ?/f ?id 。 ?i /x i =f 4．溶液中组分i 的活度系数的定义是 γi =a
i i i i i
5．某气体温度为
T ℃，其临界温度为T C ℃，给气体加的压力P 足够大，则气体能被液化的温度条件是
6∧
7．在真实气体混合物P→0时，组分i 的逸度系数φi 8
9．逸度的标准态有两类，1
2 10.
三、判断题（请在正确的题后括号内画“√”, 错误的画“×”）（15分）
1．维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( × ) 2．对于理想混合物，?H , ?G , ?V 均为零。 ( × )
3．对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry 规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall 规则。 ( √ ) 4. 理想溶液的混合性质和超额性质相同。 ( × )
?v =f ?l , f v =f l , f v =f l 。 ( × ) 5．混合物体系达到汽液平衡时，总是有f i i i i 6．化学位可表示成四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。 （ × ） 7．对于理想溶液，所有超额性质皆等于零。 （ × ） 8. 在T －S 图上, 空气和水蒸气一样, 在两相区内, 等压线和等温线是重合的。 ( × ) 9. 等温、等压下的N 元混合物的Gibbs-Duhem 方程的形式之一是
∑
i =0
N
?d ln γi
x i dx
i ????=0。(× ) ?
10. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总内能为原两气体内能之和，总熵为原来两气体熵之和。(× )
四、计算题（共35分）
1．（10分） 已知0.03Mpa 时测得某蒸汽的质量体积为4183cm .g，请求出单位质量的H 、S 和G 函数
3-1
各是多少？
。
v x =(1-x ) v sl +xv sv =(1-x ) ?0.0010223+x ?5.229=4.183m 3/kgx =0.8
(3分)
h x =(1-x ) h sl +xh sv =(1-0.8) ?289.30+0.8?2625.4=2158.18kJ/kg(2分) s x =(1-x ) s sl +xs sv =(1-0.8) ?0.9441+0.8?7.7695=6.4044kJ/(kg K) (2分)
g x =h x -Ts x =2158.18-323.15?6.4044=88.60kJ/kg(3分)
2．（ 10分）在298K 和0.1MPa 下二元系焓变
?H =20. 9x 1x 2(2x 1+x 2)
已知 H 1=418J /mol
x 为摩尔分数 以Lewis —Randall 定则为基准，
H 2=627J /mol
求：（1）?1，?2(4分) ； 2）无限稀释偏摩尔值?1， ?2(3分) ； （3）1，2(3分)
∞
∞
∞
∞
?H =20. 9x 1x 2(2x 1+x 2) =20. 9(x 1(1-x 12)) d ?H
=20. 9(1-x 12) +x 1(-2x 1) =20. 9(1-3x 13) dx 1
[]
?1=?H +(1-x 1)
d ?H
=20. 9(1-3x 13) +(1-x 1)(20. 9)(1-3x 12) dx 1
=20. 9(2x 13-3x 12+1)
d ?H 223
?2=?H -x 1=20. 9(1-x 1) -x 1(20. 9)(1-3x 1) =41. 8x 1
dx 1
[]
?1∞=lim ?1=20. 9J /m ol
x 1→0
1∞=H 1+?1∞=418+20. 9=438. 9J /m ol ?2∞=lim ?2=41. 8J /m ol
x 2→0
2∞=H 2+?2∞=627+41. 8=668. 8J /m ol
3．（ 15分）已知某二元溶液的活度系数模型为 ，
?, ln f ?，其中A,B,C 仅是T,P 的函数。求ln γ2, G E /RT ， （均以Lewis-Ra ndall定则为标准状态。) （15ln f 12ln f 。
分）
(2分) 解： (3分) (2分) (2分) (3分) (3分)
ln γ2
根据G -D 方程：∑x i d ln γi =0
i =0
N
x 1d ln γ1+x 2d ln γ2=0
x 1?d ln γ1?
?d ln γ=-2?? ?dx 2=x dx 2?2?ln γ2=0x 2=1
2
∴ln γ2=Ax 1
x 2
x 1
(2Ax 2)dx 2=-?x 2x 2=1
x 2x 1
x 1=0
?2x dx
1
1
?f 2
ln γ1=ln(1 ) =Ax 2
x 1f 1
?=Ax 2+ln x +ln f =Ax 2+ln x +A +B -C ∴ln f 121121
?f 2
又 ln γ2=ln(2 ) =Ax 1
x 2f 2
G E 22∴=∑(x i ln γi 2) =x 1Ax 2+x 2Ax 1=Ax 21x 2
?RT ln f 2=Ax 1+ln x 2+ln f 1=Ax 1+ln x 2+A
??f f 21
∴ln f =x 1ln +x 2ln 1=A +Bx 1-Cx 1
x 1x 2
=Ax 1x 2+(B -C ) x 1+A
范文三：化工热力学试题A
化工热力学试题（A ）卷
?学号 姓名 成绩
一．单项选择题（每题1分，共15分）：
1．纯物质临界点时，其对比温度T A ．< 0="" c．=""> 0 Dr （ ）。 = 0 B．．=1
2．Pitzer 提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是（ ）。 A ．B = BO ωB 1 B．B = BO ω + B1
C ．BP C /（RT C ）= BO +ωB 1 D．B = BO + ωB 1
3．对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ ）。 A ． dH = TdS + Vdp B．dH = SdT + Vdp C ． dH = -SdT + Vdp D．dH = -TdS – Vdp
4．对理想气体有（ ）。
A ．
(?H /?P ) P )
T 〈 0 B．(?H /?T 〉0
C ．(?H /?P ) H /?T )
T = 0 D．(? P = 0
5．不可逆过程中，孤立体系的（ ）。
A ．总熵增加，火用也增加。 B. 总熵减少，火用也减少。 C ．总熵减少，但火用增加。 D．总熵增加，但火用减少。
6．纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态（ ）。A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽
7．关于制冷原理，以下说法不正确的是( ) A. 任何气体, 经等熵膨胀后, 温度都会下降 。 B. 任何气体, 经节流膨胀后, 温度都会下降。 C. 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。
D. 只有当μJ ?T >0，经节流膨胀后，气体温度才会降低。
E. 理想气体的
μJ ?T 永远是等于0的。
8．作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分蒸汽（ ） A ． 锅炉加热锅炉进水 B．回热加热器加热锅炉进水 C. 冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热
9．下列关于G E 关系式正确的是（ ）。
A. G E = RT ∑X i ln Xi B. GE ^
= RT ∑X i ln a i C. GE = RT ∑X i ln γi D. GE = R ∑X i ln Xi
10．下列化学位μi 和偏摩尔性质关系式正确的是（ ）
A ．μ?
?i = H i B. μi = V i
C. μi =G i D. μi =A i
11．对二元溶液 T 或 P 一定时，下列各式中，Gibbs--Duhem 方程正确的形式（ ）。 A ．X 1dln γ1+ X2dln γ2= 0 B. X1dln γ1- X2dln γ2= 0
C ．X 1dln γ1/dX1 - X2dln γ2/dX1 = 0 D. X1dln γ1/dX1 + X2dln γ2/dX2 = 0
12．等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中（ ）。
A. 足够多的实验数据 B. 1ln （γ1/γ2）dX 1≈0
??
?T ，X ≈0 D. [ ?（ln γ1）/ T]?P ，X ≈0C. [ ?（ln γ1）/ P]
∫
13．对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数γi （ ）。 A ． >1 B. < 1="" c.="1" d.="">
14．对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ ）。
A ． y i f = xi pi S B. yi p =γi xi pi S C ． y i p = xi Φi pi S D. yi p = xi pi S
Λ
15．苯（1）和环己烷（2）在303 K，0.1013 MPa下形成X 1 = 0.7的溶液。已知此条件下V 1=89.96 cm 3/mol ，V 2=109.4 cm3/mol， V 1=90.20 cm3/mol V 2=110.69 cm3/mol ，则溶液体积是（ ） cm 3/mol。
A ． 99.68 B. 95.97 C. 96.00 D. 96.35
?
?
二．填充题（每空1分，共13分）：
1．纯物质 T—S 图的拱形曲线下部为_______________ 区。
2．一定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与____________成完全平衡状态时，此过程的理想
功。
3．纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。
4．溶液中组分i 的活度系数的定义是 γi =________________________。
5．单位质量稳定流动体系能量平衡方程_______________________________, 对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 ______________________，对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为_______________________。
6．在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质
?M
M i M = Σ Xi M i
?
ln γi
ln f ln Φ
三．名词解释题（每题4分，共20分）：
1．偏心因子 2．相平衡准则
3．过量性质（超额性质） 4．剩余性质 5. 理想溶液
四． 计算题
1、 （12分）化工生产中需0.1MPa ，80℃热水用于设备保温，此热水由0.2MPa ，175℃水蒸汽通入
0.1MPa ，20℃冷水在热水槽中混合得到。请计算： （1）制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽？（4分）
（2）此混合过程理想功和损失功各是多少（按1吨热水计）？（4分）
（3）如果用0.1MPa ，95℃热水代替水蒸气制备0.1MPa ，80℃热水，那么损失功又是多少（按1吨热水
计）？（2分）
(4) 比较（2）和（3）的结果，哪一个损失功小？为什么？（2分） 设混合过程热损失可忽略，环境温度是20℃。有关数据列于下：
热水（80℃ ） 热水（95℃） 冷水（20℃） 水蒸气（175℃）
H （kJ/kg） 334.91 397.96 83.96 2819.7
S （kJ/（kg K）） 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931
2、 (12分) 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h，氨蒸发温度是243 K, 蒸发器出口的氨饱和蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K ，过冷到298K ，再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器。问： （1）如果压缩机进、出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg，冷凝器出口过 冷氨的焓是540kJ/kg，试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数。（5分）
（2）如果将氨的蒸发温度调整到253K ， 压缩过程仍为可逆绝热压缩，其余条件不
变，试问压缩机的理论功率有何变化，为什么？此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg和1912kJ/kg。（3分）
（3）在T--S 图上标出（1）、（2）二循环过程。（4分）
3、（14分）由实验数据得到25℃，1atm 下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示： H = 150 – 45x + 10x2 – 15 x3
H 单位是J/mol， x 1 是组分1的摩尔分数。求该温度压力下，
?
?
?
111
(1)H 1 和H 2 （4分） ；（2）H 1 和H 2；（3分）（3）H 1∞ 和（4）ΔH （2分） ；（5）H E （2分）
H 2∞（3分
?
4、 （14分）由文献乙腈（1）— 水（2）体系能形成共沸物。60℃ ，414.10mmHg 下达汽液平衡时，x 1= 0.4843，y 1 = 0.6792 试计算：
（1）此条件下活度系数γ1和γ2 （2分）； （2）Maugules 方程的常数 A 和 B （2分）； （3）60℃下无限稀释活度系数γ（4）60℃下共沸点组成（4分） ；1∞ 和γ
2∞（2分）； （5）60℃下共沸点处平衡蒸汽总压。（4分） 设此体系汽相可视为理想气体。
已知Antoine Antoine 常数方程形式为 乙腈： A log Pi S = Ai – Bi /（C i + t） t—℃ =250.523 ，P i S — 饱和蒸汽压，mmHg 。 水： A1 = 7.33986 B1 = 1482.290 C12 = 8.07131 B lnγ2 = 1730.63 C2 =233.426 Margules 方程形式1 = x22 [ A + 2（B - A）x 1 ] lnγ2 = x12 [ B + 2（A – B）x 2 ]
Margules 常数 A = （x 2 -x1 ）ln 2γ B = （x + 2 ln1/ x22 + 2 lnγγ2 / x1 1 -x2 ）ln γ2/ x11 / x2
化工热力学试题（A卷）解答：（2004.6.）
?
一． 单项选择题
1D 2C 3A 4C 5D 6D 7B 8B 9C 10C 11A 12B 13B 14D 15D 二． 填充题
^^^
1. 二相 2. 环境 3. 零 4.a i /xi 或 f i / f i id
5. Δh + Δu 2/2 + gΔz = q + w S ， Δh = q ， Δh = w S 6.
?M
M
i
ln(f i /xi )
^
ln f ln Φ G E /（RT ）M = Σ Xi M i
lnf=∑x i ln(f i /xi )
^
?
ln Фi
i ln Ф=∑x i ln ФI
G /RT=∑x ln γ
三． 名词解释题
1. 偏心因子 ω =-log 10（ P S r ）Tr = 0.7-1.00 ，表示某一分子偏离球形分子的程度。分子越复杂，极性越强，其值越大。偏心因子作为第三参数可用于计算Z 、H 、S 和φ等。
2. 由热力学第二定律，对P 相C 个组分体系，相平衡条件是，
μi α= μi β= μi γ= …… = μi P （i = 1，2，3，……，C ）
用逸度可表示为，f i α=f i β =f i γ = …… =f i P （i = 1，2，3，……，C ）
^
^
^
^
4. 剩余性质的定义是 M R = M –Mid ，表示相同温度、压力下，真实气体与理想气体的偏差。运用M R 可计算真实气体的M 和ΔM 。
5. 理想溶液有二种模型（标准态）：f i id = Xi fi （LR ） 和f i id = Xi ki （HL ）
有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。
四． 计算题
1．（1）m 热水（80℃）*H热水（80℃）= m冷水（20℃）*H冷水（20℃）+ m汽 *H汽 1000*334.1=（1000 – m汽）* 83.96+ m汽*2819.7 解得： m 汽= 91.73 kg
（2）ΔS 体系 = m热水（80℃）*S热水（80℃）- (m冷水（20℃）*S冷水（20℃）+ m汽 *S汽)
=1000*1.0753-（0.2966 * 908.27 + 7.3931 * 91.73）= 127.74 kJ/K
∵混合过程热损失可忽略, ∴ Q体系 =Q环境=0 ∴ΔS 环境=Q环境/T0=0 根据稳定流动体系第一定理：△H 体系=Q体系 +Ws=0
W id =△H - T0ΔS 体系=0-293.15*127.74=-37446 kJ=-37446 kJ
^
^
3. 超额性质的定义是 M E = M –Mid ，表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。ΔM E 与M E 意义相同。其中G E 是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。
W L =T0(ΔS 体系+ΔS 环境) =293.15*（127.74+0）=37446 kJ
（3）m 热水（80℃）*H热水（80℃）= m冷水（20℃）*H冷水（20℃）+ m热水（95℃）*H热水（95℃）
334.1 * 1000 = 83.96 *(1000 – m热水（95℃））+ 397.96 * m热水（95℃） ， m 热水（95℃） =799.20 kg
ΔS 体系 = m热水（80℃）*S热水（80℃）- (m冷水（20℃）*S冷水（20℃）+ m热水（95℃）*S热水（95℃）)
= 1000*1.0753 – (0.2966 * 200.80 + 1.2500 * 799.20）= 16.743 kg/K
W id =△H - T0ΔS 体系=-4908 kJ
W L =T0(ΔS 体系+ΔS 环境)= 4908 kJ
（4） （3）损失功较小，因为传热温差较小，过程不可逆程度较低，功的损失较少。 2．
（1）W S =322kJ/kg，q o =1104kJ/kg，G = 90.58 kg/h ， N T =8.102 kW
（2）W =254kJ/kg，q =1118kJ/kg，G = 89.44 kg/h， N =6.310 kW ，ε=4.40，ΔN =-1.79kW
S
o
T
T
3. （1）H 1 = 105 + 20X1 - 55X12 + 30X13 ， H 2 = 150 -10X12 + 30X13 （2）H 1 = 100 J/mol ，H 2 = 150 J/mol
??
∞∞ （3）H 1 = 105 J/mol ， H 2 = 170 J/mol(4) ΔH = 5X1 + 10X12 -15X13 (5) HE = ΔH
4． （1）log P1S = A – B/（C + 60）= 2.5663 P1S = 368.41 mmHg log PS = A – B/（C + 60）= 2.1733 PS = 149.04 mmHg
?
?
（2）按 margules Eq. A = 2.31135 ， B = 1.69191 （3）ln γ∞ = A = 2.31135 ，γ∞ = 10.0882
2
因汽相可视为理想气体， 则y i p =γi xi pi S γ1 =1.5764, γ2 = 1.7284 11∞ ∞ lnγ2= B = 1.6919 ，γ2 = 5.4298
（4）因共沸点处 xi = y i ，γ1 = P/ P1S γ2 = P/ P2S
2
代入 Margules Eq. ，二式相减，并化简；
代入P 1S ，P 2S ，A ， B ， 二式联立解得： x1 = 0.7073 = Y 1 ， x2 = 0.2927 = Y 2
（5）P =γ1 / P1S = 416.6 mmHg
范文四：化工热力学试题
化工热力学试题(B)卷
(2003~2004年度第二学期 化学工程与工艺专业01级，2004.6)
学号 姓名 成绩
一(选择题(每题1分)
1(超临界流体是下列 A 条件下存在的物质。
A( 高于T和高于P B(高于T和低于P CCCC
C(低于T和高于P D(T和P CCCC
2(对理想气体有 C
A. (?H/?P)<0 b.="" (?h/?p)="">0 C. (?H/?P)=0 TTT
3. 混合气体的第二维里系数 C
A . 仅为T的系数 B. T和P的函数 C . T和组成的函数 D . P和组成的函数
4.某气体符合P=RT/(V-b)状态方程,从V1等温可逆膨胀至V2,则体系的熵变为 C A. RTln(V-b)/(V-b) B. 0 C. Rln(V-b)/(V-b) D. RlnV/V. 212121
5.对于蒸汽动力循环要提高热效率，可采取一系列措施 ，以下说法不正确的是 B ,
A.同一Rankine循环动力装置，可提高蒸气过热温度和蒸汽压力
B.同一Rankine循环动力装置，可提高乏气压力。
C.对Rankine循环进行改进，采用再热循环。
D.对Rankine循环进行改进，采用回热循环。
6.作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机)中抽出部分蒸汽去 B , A.锅炉加热锅炉进水 B(回热加热器加热锅炉进水
C.冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热
7.某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器的出口P,T，现T比原冷凝压力下的饱和温度低了5度，其它不变,则制冷循环 A 。
A.冷量增加，压缩功耗不变 ; B.冷量不变，压缩功耗减少
C.冷量减少，压缩功耗减小 ; D.冷量增加，压缩功耗增加
8.二元非理想极稀溶液,其溶质和溶剂分别遵守 A A. Henry定律和Lewis--Randll规则. B. Lewis--Randll规则和Henry定律.
C.拉乌尔规则和Lewis--Randll规则. D. Lewis--Randll规则和拉乌尔规则.
9.. Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是 C ,
01式中B，B可由T计算出。 r01010101 A. B=BBω B. B=B+Bω C. BP/RT=B+Bω D. B=Bω+B c
10.对气体氩其偏心因子ω，等于 B
A. 1 B. 0 C. 2 D. 3
11.混合物中组分i的逸度的完整定义式是 A 。
A. dG(___)i=RTdlnf(^), [f(^)i /(YP)]=1 B. dG(___)i=RTdlnf(^)i, [f(^)i /P]=1 ii
C. dGi=RTdlnf(^)i,fi =1 ; D. dG(___)i=RTdlnf(^)i,f(^)i =1
12.一封闭体系经过一变化，体系从25?恒温水浴吸收热量8000KJ，体系熵增25KJ/K，则此过程 C A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的
313.苯(1)和环己烷(2)在303K，0.1013Mpa下形成X=0.9溶液。此条件下V=89.96cm/mol， V= 112333E109.4cm/mol，V(——)=89.99cm/mol，V(——)=111.54cm/mol，则过量体积V= A 123cm/mol。
A. 0.24; B.0; C. –0.24 D.0.55
14.按第二定律，无论什么过程体系的熵变 D 。
A.?0 B.?0 C.=0 D.不确定
15..理想气体从同一初态V作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀1’后体积V与绝热可逆膨胀后体积V相比 B 。 22’’’ A. V = V B. V>V C. V< v="" d.不确定="">
16.节流效应T-P图上转化曲线是表示 A 的轨迹。
A.μ=0 B. μ<0 c.="" μ="">0 jjj
17.下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是n mol溶液性质，nM= D 。 A. nM(——) B. ?xM(——) C. xM(——) D. ?nM(——) iiiiiiii
18.对无热溶液，下列各式能成立的是 D 。
EEEEEEEEEA. S=0，V=0 B. S=0，A=0 C. G=0，A=0 D. H=0，G= -TS 19.下列方程式中以正规溶液模型为基础的是 C 。
A. NRTL方程 B. Wilson方程
C. Margules方程 D .Flory-Huggins方程
20.戊醇和水形成的二元气液液相平衡状态，其自由度F= D 。
A. 0 B . 3 C. 2 D. 1
二(填空题(每格1分 )
1.纯物质 P-V图临界等温线在临界点处的斜率 ___0_______， 曲率为 _____0_____。 2二元混合物焓表达式为H=XH+XH+αXX如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就，112212
有 ?H= αXX 。 12
3等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程 Xdlnγ+__Xd?γ_ 1122
= ___0___ 。
24.单位质量稳流体系能量平衡方程是 ?H+1/2?u+g?Z=Q+W 。 S
5.当T, P一定时，非理想溶液混合性质变化 ?G= RT?xln(γ x) 。 iii
6.在表格空格处填入合理的性质和关系(每格0.5分)
M
M = Σ X iii
ln f
ln Φ
ln γ i
三(简答题(每题5分)
1.偏摩尔性质
2.有效能
相平衡准则 3.
4.剩余性质
四(综合题
1((12分)氨冷凝器用冷却水将气态氨冷凝为液氨，冷凝器进出口参数:
氨进口:383k，1.2MPa，H=1897kJ/kg，S=9.010KJ/(kg.K) 11
氨出口:305k，1.2MPa，H=565.2kJ/kg，S=4.689KJ/(kg.K) 22
水进口:293k，0.1MPa，H=84.10kJ/kg，S=0.297KJ/(kg.K) 33
0.1MPa，H 水出口:303k，=125.81kJ/kg，S=0.435KJ/(kg.K) 44
假设冷凝器与周围环境无热交换，环境温度T=298K。试求: 0
1)( 冷凝1Kg汽氨耗用冷却水量(4分);
(2) 冷凝1Kg汽氨总损耗功(8分)。 解:1.第一定律，Q=0，W=0，?H=0，1*(1897-565.22)=G(125.81-84.1) 水
G=31.93kg 水
氨冷凝器作孤立体系，
?S=G?S+1*?S 水水氨L
=31.93(0.435-0.297)+(4.689-9.010)=0.0853kJ/kg氨冷凝水
W=T?S=298*0.0853=25.41 kJ/kg氨冷凝水 L0L
?2.(12分).设一制冷能力(冷冻量)为41800 kJ/h带节流阀的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15C，冷凝
??温度25C ，过冷度为5C 。假设压缩机绝热不可逆运行，其等熵效率为80%。求 (1)在T—S图上表示此循环过程;(3分)
(2)每小时制冷剂的循环量(3分)
(3)压缩机功耗;(3分)
(4)循环制冷系数。(3分)
(已知压缩机进口处氨的焓为1644 kJ/kg，如果经可逆绝热压缩出口处氨的焓为1866 kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是 514.6 kJ/kg.)
解:
3.(12分)在T-S图上画出下列各过程所经历的途径(注明起点和箭头方向)，并说明过程特点:如ΔG=0
(1)饱和液体节流膨胀;(3分)
(2)饱和蒸汽可逆绝热膨胀;(3分)
(3)从临界点开始的等温压缩;(3分)
(4)过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体(压力变化可忽略)。(3分)
3. (1) ?H=0 (2) ?S=0 (3) ?T=0 (4) ?P=0
??(14分)乙醇(1)——苯(2)体系45C下达汽液平衡时，P=302mmHg，x=0.616，45C下蒸汽4.1ssE压P=172mmHg，P=222mmHg。气相可视为理想气体，此体系可用G/RT=Cxx式关联,C为1212
常数,求
(1) lnγ和lnγ表达式;(6分) 12
?(2) 45C下此体系是否存在共沸物,如存在，试计算恒沸点组成和恒沸点处平衡蒸汽总压。
(8分)
设C=1.74 。
E22(1)lnr=[?(nG/RT)/ ?n]=cx,同理lnr cx 1T,P,n222=1
2s2lnr=ln(yP/xP)=ln(y*302/0.616*172)=ln(2.8503y)=c x=c*0.384=0.1475c 1111112
2s2lnr=ln(yP/xP)=ln(y*302/0.384*222)=ln(3.5426y)=c x=c*0.616=0.3795c 2222221
SS(2)若存在恒沸物，则有r/r=P/P=222/172=1.2907 1221
22lnr- lnr= c x- c x,ln1.2907=1.74(x- x), x=0.4267 1221211
ozoz?0<><1,?存在恒沸物，其x=y=0.4267>
sss2平衡蒸汽总压:P= xP y/ y= P y= P*exp(c x)=304.7mmHg 11111112
化工热力学试题(B卷)解答:(2004.6.) 选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A C C C B B A A C B A C A D B A D D C D
二.填空
21. 0 ,0 2. ?H =αXX 3. Xd?γ , =0 4. ?H+1/2?u+g?Z=Q+W ，12 22S5. ?G=RT?xln(γ x) iii
6.
M
M = Σ X iii
ln f ln(f(^)/x) lnf=?xln(f(^)/x) iiiii
lnФ(^) ln Φ lnФ=?xlnФ(^) iiI
EEln γ G/(RT) iG/RT=?xlnγ ii
三、名词解释
1、 偏摩尔性质:在给定的T，P和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i
所引起一系列热力学性质的变化。
2、 有效能:体系从所处的状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界作出的最大有用功称
为该体系在该状态下的有效能。
3、 相平衡准则:各相的温度、压力相同外，各相中各组分的分逸度(化学位)必须相等。
4、 剩余性质:气体在真实状况下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于理想状态下
热力学性质之间的差额。
四 综合题
1.第一定律，Q=0，W=0，?H=0，1*(1897-565.22)=G(125.81-84.1) 水
G=31.93kg 水
氨冷凝器作孤立体系，
?S=G?S+1*?S 水水氨L
=31.93(0.435-0.297)+(4.689-9.010)=0.0853kJ/kg氨冷凝水
W=T?S=298*0.0853=25.41 kJ/kg氨冷凝水 L0L
2.
1) 如左图
2’ 2 4 3 4’ T 1 5 S
3. (1) ?H=0 (2) ?S=0 (3) ?T=0 (4) ?P=0
E224.(1)lnr=[?(nG/RT)/ ?n]=cx,同理lnr cx 1T,P,n222=1
2s2lnr=ln(yP/xP)=ln(y*302/0.616*172)=ln(2.8503y)=c x=c*0.384=0.1475c 1111112
2s2lnr=ln(yP/xP)=ln(y*302/0.384*222)=ln(3.5426y)=c x=c*0.616=0.3795c 2222221
SS(2)若存在恒沸物，则有r/r=P/P=222/172=1.2907 1221
22lnr- lnr= c x- c x,ln1.2907=1.74(x- x), x=0.4267 1221211
ozoz?0<><1,?存在恒沸物，其x=y=0.4267>
sss2平衡蒸汽总压:P= xP y/ y= P y= P*exp(c x)=304.7mmHg 11111112
范文五：化工热力学试题
化工热力学试题
作 者:
20 ~20学年第 学期期末考试试卷
《化工热力学》(A 或 B 卷共 页)
(考试时间:年 月 日)
学院 专业 班
年级 学号 姓名
一、 判断题:试判断对错,并写出原因或相应的公式(5 分×4=20分) 1. 熵增原理的表达式为:△ S ≥ 0()
2. 凡体系的温度升高时,就一定吸热 ; 而温度不变时,则体系既不吸热也不放热。 ( )
3.无论以 Henry 定律为基准,还是以 Lewis-Randall 规则为基准定义活 度,活度和逸度的值不变。()
4. 烃类物系汽液平衡计算可以使用 K 值法。()
二、 简答题 (4×10分=40 分)
1. 写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式, 并对流体流经泵和流经 换热器的系统进行适当的简化。
2.写出水在一定温度下的饱和蒸气压的获得方法。
3. 状态函数的特点是什么?
4. 简述估算沸点下蒸发焓的方法
三、 计算题(共 3 题,共 40 分,其中第一题 15 分,第二题 15 分,第三 题 10 分)
1. (1) 已知某饱和液体在 273K 时, H m =0, S m =0, 饱和蒸气压为 1.27×105Pa , 若求 478K , 68.9×105Pa 时该物质蒸汽的 H m 和 S m ,请设计出计算路径,并 画出图。
(2)请写出各步骤的焓和熵的计算公式。已知:该物质的饱和蒸气压 方程为:,状态方程为 :,理想气体热容为:,式中各物理量均为国际单 位制标准单位, A 、 B 、 C 、 D 、 E 为常数。
2.某二元溶液, Lewis-Randall 规则标准态的超额 Gibbs 自由能可由下 式给出:
式中:β为常数,两纯组元逸度分别为 ,单位为 Pa , , T :K, 求: (1) 以 Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数 的表达式。
(2) 以 Henry 定律为标准态的活度系数 的表达式。
3.写出已知压力(p )和液相组成(x 1, x2,…, xn ),求泡点温度(T )及 与之相平衡的汽相组成(y 1, y 2, … , y n )的计算过程(可以写计算框图, 也可以叙述计算程)。
20 ~20学年第 学期期末考试试卷 《化工热力学》(A 或 B 卷共 页) (考试时间:年 月 日)
学院 专业 班 年级 学号 姓名
一、 简答题(共 5题,共 40 分,每题 10 分)
1.写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。
2.写出中低压下汽液相平衡的关系式。 (其中:液相用活度系数表示,以 Lewis-Randall 规则为基准;汽相用逸度系数表示)。
3. 写出混合物中 i 组元逸度和逸度系数的定义式。
4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
二、 推导题(共 2 题,共 20分)
1. 请推导出汽液相平衡的关系式。(其中:液相用活度系数表示,以 Lewis-Randell 规则为基准;汽相用逸度系数表示。)
2. 从上式出发,进行适当的假设和简化,推导出拉乌尔定律。
三、 计算题(共 4 题,共 40 分,其中第一题 15 分,第二题 15 分,第三 题 10 分)
1. 求某气体在 473 K, 30×105 Pa 时, H m =?
已知:pV m =RT +10-5p ,其中:p 单位 Pa , V m 单位 m 3·mol-1,
C p id = 7.0+1.0×10-3 T (J·mol-1·K-1) 。
设:该饱和液体在 273 K 时, H m =0 (J·mol-1) 。其中安托尼常数 A=20.7, B=2219.2, C=-31.13。(安托尼方程中压力 p :Pa , T :K ,压力用自然对 数表示)(设 Δz =1)
1. 2. 二元溶液中组元 1的逸度 为 ,求:
(1)纯组元 1的逸度
(2)组元 1在溶液中的 Henry 常数 k 1
(2)用 x 1表示的 表达式(基于 Lewis-Randell 规则)
(3)用 x 1表示的 表达式(基于 Henry 定律)
二元溶液中组元 1的逸度 ,求:
(1) 纯组元 1的逸度
(2) 组元 1 在溶液中的 Henry 常数 k 1
(3) 用 x 1 表示的 表达式(基于 Lewis-Randell 规则)
(4) 用 x 1 表示的 表达式(基于 Henry 定律)
3. 有人提出用下列方程组来表示恒温恒压下简单二元体系的偏摩尔体积:
其中, V 1和 V 2是纯组分的摩尔体积, a 、 b 只是 T 、 p 的函数,试从热力学角 度分析这些方程是否合理?
20 ~20学年第 学期期末考试试卷
《化工热力学》(A 或 B 卷共 页)
(考试时间:年 月 日)
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一、 判断题:试判断对错,并写出原因或相应的公式(5 分×4=20分)
1. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。 ( )
2.纯物质由蒸汽变成固体,必须经过液相。()
3.理想气体混合物就是一种理想溶液。()
4. 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液, 则混合过程的温度、 压 力、焓、热力学能、吉氏函数的值不变。()
二、 简答题(共 4题,共 40 分,每题 10 分)
1. 为什么 K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算?
2.试定性讨论纯液体在等压平衍汽化过程中, M(=V 、 S 、 G 、 C p ) 随 T 的变 化 (可
定性作出 M — T 。图上的等压线来说明 ) 。
3. 汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么?
4.简述对应状态原理。
三、 计算题(共 4 题,共 40 分,其中第一题 15 分,第二题 15 分,第三题 10 分)
1.某蒸汽压缩制冷装置,采用氨作制冷剂,制冷能力为 105kJ/h,蒸发温 度为-15℃,冷凝温度为 30℃,设压缩机作可逆绝热压缩,试求:
(1)压缩单位制冷剂所消耗的功。
(2)制冷剂每小时的循环量。
(3)该制冷装置所提供的单位制冷量。
(4)循环的制冷系数。
2.低压下丙酮(1)—乙腈(2)二元体系的汽液平衡中,汽液两相假定均 可视为理想体系,查得丙酮、乙腈的饱和蒸气压方程如下:
的单位为 KPa , T的单位为 K 。试求:
(1) 当 p 为 85KPa , t 为 55?C ,该体系的汽液平衡组成 y 1, x 1
(2) 溶液中总组成为 z 1=0.8,当 p 为 85KPa, t为 55?C ,该体系的液相分 率以及汽液相组成 y 1, x 1
(3) 当 t 为 55?C ,汽相组成 y 1=0.5时相平衡压力与液相组成 x 1
(4) 当 t 为 55?C ,液相组成 x 1=0.35时的相平衡压力与汽相组成 y 1
3. 写出已知汽相组成(y 1, y 2,…., y n )及温度 T ,求露点压力 p 及与之相 平
衡的液相组成(x 1, x 2, …. x n )的计算过程。
