化工热力学习题集(附答案)

三、判断题

1、(1分)一定压力下,纯物质的泡点温度和露点温度是相同的,且等于沸点。( )

2、(1分)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。 ( ) 3、(1分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近,因此它们混合时会形成理想溶液。( )

4、(1分)二元共沸物的自由度为2。( )

5、(1分)理想溶液各组分的活度系数?和活度为1。( )

6、(1分)逸度也是一种热力学性质, 溶液中组分i的分逸度与溶液逸度的关系为lnf?ni?xlnf?ii( )

7、(2分)冬天,使室温由10℃升至20℃,空调比电加热器更省电。 ( )

8、(2分)对不可逆绝热循环过程,由于其不可逆性,孤立体系的总熵变大于0。 ( ) 9、(2分)理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时,理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功,因此理想功就是可逆功,同时也是的负值。( )

10、(2分)损失功与孤立体系的总熵变有关,总熵变越大,损失功越大,因此应该尽量减少体系的不可逆性。( )

11、(2分)理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时,理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功,因此理想功就是可逆功,同时也是的负值。( ) 四、名词解释 1、(5分)偏离函数 2、(5分)偏心因子 3、(5分)广度性质

4、(5分)R-K方程(Redlich-Kwong 方程) 5、(5分)偏摩尔性质 6、(5分)超额性质 7、(5分)理想溶液 8、(5分)活度

五、简答题

1、(8分)简述偏离函数的定义和作用。

2、(8分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值,己烷的临界压力较低,易于液化,但液化石油气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。试用下表分析液化气成分选择的依据。

物质 临界温度 临界压力 正常沸点 燃烧值 Tc,℃ Pc,atm 45.36 48.08 41.98 37.43 33.32 29.80 TB,℃ -161.45 -88.65 -42.15 -0.5 36.05 68.75 kJ/g 55.6 52.0 50.5 49.6 49.1 48.4 甲烷 -82.62 乙烷 32.18 丙烷 96.59 正丁烷 151.9 正戊烷 196.46 正己烷 234.4 3、(6分)工程上常见的汽液平衡问题有哪些类型?

4、(6分)相平衡的热力学一致性检验 5、(6分)卡诺定理的主要内容是是么?

6、(6分)如何利用热力学第一定律测量湿蒸汽的干度? 7、(6分)什么是理想功、损失功?

六、图示或计算题

1、(20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; (2)饱和蒸汽可逆绝热膨胀; (3)从临界点开始的等温压缩;

(4)过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体(压力变化可忽略)。

2、(15分)25℃,0.1MPa下,组分1和2形成二元溶液,其溶液的摩尔焓为H =600-180X1- 20X13 (J /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, 标 准 态 按Lewis-Randall定 则计算,求

??(1) H1,H2; (2) H1,H2; (3) H1,H2; (4) ?H; (5) HE;(15分)

3、(15分)已知某含组分 1 和 2的二元溶液,可用 lnγ1=AX22 , lnγ2=A X12 关联,A可视为常数, 60℃ 下达汽液平衡时能形成共沸物,现测得60℃下 γ1∞ = 14.7, P1S = 0.0174MPa, P2S = 0.0667MPa,设汽相可视为理想气体。试求: (1)GE表达式; (2)A值; (3)60oC下恒沸点组成和平衡蒸汽压。

4、(15分)某动力循环的蒸汽透平机,进入透平的过热蒸汽为2.0MPa,400℃,排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽,若要求透平机产生3000kW功率,问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少?其热力学效率是等熵膨胀效率的多少?假设透平机的热损失相当于轴功的5%。 5、(15分)试比较如下几种水蒸汽,水和冰的有效能大小。设环境温度为298K。 0.15MPa,160℃,过热蒸汽; 0.3MPa, 160℃,过热蒸汽; 0.07MPa,100℃,过冷蒸汽; 100℃,饱和蒸汽; 0.1MPa,100℃,饱和水;

0.1MPa,0℃,冰。

模拟题四

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

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