矿大(北京)化工热力学练习(计算题)
1、有一水泵每小时从水井抽出1892kg 的水并泵入储水槽中，水井深61m ，储水槽的水位离地面18.3m ，水泵用功率为3.7KW 的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45％。储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽内的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。在冬天，井水温度为4.5℃,为防止水槽输出管路发生冻结现象，在水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保持在7.2℃，试计算此加热器所需净输入的热量。
【解】：流动体系由水井、管路、泵、加热器和储水槽组成。
计算基准：以一小时操作记，
稳流过程：212s s Q W m h g z u ?
?+=?+?+ ??
?
-19.8179.3777.933kJ kg g z ??=?=?
02
12
=?u 3-1-13.7100.453168.08J kg 3.168kJ kg 189213600
s N W Q ??===?=??
水热容：3-1-14.18410J kg K P C =???
()3-14.184107.2 4.511296.8kJ kg P h C T ?=?=??-=?
s Q mw =-+212m h g z u ?
??+?+ ??
?
()-1
-1
-1
1892 3.16811.2970.77816851.7kJ h 8.906kJ kg 4.68kJ s
=-++=?=?=?
2、为远程输送天然气,采用压缩液化法。若天然气按甲烷计算，将1kg 天然气自0.09807MPa 、27℃绝热压缩到6.669MPa ,并经冷凝器冷却至27℃。已知压缩机实际的功耗为
-11021kJ kg ?,冷却水温为27℃。试求冷凝器应移走的热量，压缩、液化过程的理想功、损
耗功与热力学效率。已知甲烷的焓和熵值如下
压力()MP a 温度（℃）
h ()-1kJ kg ?
s ()-11kJ kg K -??
0.09807
27 953.1 7.067 甲烷:1a . 112.a 2
23 已知:-11021kJ kg s W =?027t C =
求：2?Q = 压缩.汽化过程?id W =?L W =?a η= 解：压缩过程:
-11953.1kJ kg h =?-1-117.067kJ kg K s =?? -12886.2kJ kg h =?-1-12 4.717kJ kg K s =??
()()-10886.2953.13004.7177.067638.1kJ kg id W H T S =?-?=---=?
12s H Q Q W ?=++10Q =、-1886.2953.166.9kJ kg H ?=-=-?
-1266.910211087.9kJ kg s Q H W =?-=--=-? -1-11087
3.63kJ kg K 300
swr S ?=+
=?? ()()-103004.7177.067 3.63382.9kJ kg L sys swr W T S S =?+?=-+=?
638.1
0.6251021
id a s W W η=
== (损耗功:或:-11021638.1382.9kJ kg L s id W W W =-=-=?)
3、有一温度为90℃、流量为-172000kg h ?的热水和另一股温度为50℃、流量为-1108000kg h ?的水绝热混合。试分别用熵分析和有效能分析计算混合过程的有效能损失。大气温度为25℃。问此过程用哪个分析方法求有效能损失较简便？为什么？
解：131231()()p p m c t t m c t t -=-- 求得366C t = Q ＝0 W 3＝0 ΔH ＝0 熵分析法
123112313231123()g S m m S m S m S m S m S m S m S ?=+---=+--
131232()()m S S m S S =-+-331212
ln
ln p p T T
m c m c T T =+ -1339339
72000 4.184ln
108000ln 1240.8kJ h 363323
p c =?+=? 0X L g E W T S -?==?5-13.710kJ kg =??
有效能分析法
312X X X X E E E E ?=--
1230030110010220020()[()()][()()[()()
m m H H T S S m H H T S S m H H T S S =+-----------3121230011002200000
()[()ln
][()ln )][()ln )]p p p T T T
m m c H H T m c T T T m c T T T T T T =+-------- 363363
=(72000+108000) 4.184[(66-25)-298ln
72000 4.184(9025298ln )298298
?-?--
323108000 4.184[(5025)298ln
]298
-?-- 6655-11.94710 1.86810 4.48910 3.710kJ h =?-?-?=??
4、乙醇（1）—甲苯（2）二元系统的气液平衡实验测得如下数据：
318=T K ，4.24=p kPa ，300.01=x ，634.01=y 。并已知318K 纯组元的饱和蒸气压
为06.231=s
p kPa, 05.102=s
p kPa 。
设蒸气相为理想气体，求
（1）液体各组元的活度系数；
（2）液相的G ?和E G 的值；
（3）如果还知道混合热，可近似用下式表示：
437.0=?RT
H
试估算在333K ，300.01=x 时液体混合物的E G 值。 解：（1）根据i
s
i i i x P P
y =
γ 得：2361.23.006.234
.24634.01
111=??==
x P P y s γ 2694.1)
3.01(05.10
4.24)634.01()1()1(1212222=-??-=--==
x P P y x P P y s
s γ （2）根据i i E x RT G γln ∑=
得：)(8.1079)2694.1ln 7.02361.2ln 3.0(3183145.81-?=+?=mol J G E
根据i i a
x RT G ?ln ∑=? 得：[])ln()ln()ln(222111x x x x RT x x RT G i i i γγγ+=∑=?
)]7.02694.1ln(7.0)3.02361.2ln(3.[3183145.8?+??=o
)(3.5351-?-=mol J
（3）已知
437.0=?RT
H
据RT H
RT H E ?= 得R T
H E
437.0= T R T H T T G E x P E 437.0])/([2.-=-=??
dT T
R T G d E 437.0)(-=∴（恒P ，x ）
将K T 3181=，K T 3332=，8.10791=E
G 代入上式得
318
333
ln
3145.8437.03188.1079ln 437.0121122?-=-=T T R T G T G E E )mol J (0.107512-?=∴E G
5、在总压101.3kPa 及350.8K 下，苯（1）与环己烷（2）形成525.01=x 的恒沸混合物。在此温度下，纯苯的蒸气压是99.40kPa ，纯环己烷的蒸气压是97.27kPa 。 （1）试用van Laar 方程计算全浓度范围内，苯和环己烷的活度系数；
（2）用Scatchard 和Hildebrand 方程计算苯和环己烷的活度系数，并和（1）的结果比较。苯和环己烷的溶解度参数分别等于18.82和14.935.15.0cm J -?,纯组元摩尔体积可取以下数值：
89V 1=13mol cm -?，109V 2=13mol cm -?；
（3）计算350.8K 时与8.0x 1=的液体混合物平衡的蒸气组成。 解：（1）van Laar 方程
2221112221121)(
ln x A x A x A A +=γ，22
211121
12212)(ln x A x A x A A +=γ
式中12A 和21A 由恒沸点的数据求得。 在恒沸点，i i x y =
s
i
i s i i i P P x P Py ==
∴γ 则0191.140.993.10111===
s P P γ，0414.127.973
.1012
2===s
P P γ 1635.0)0191
.1ln 525.00414.1ln 475.01(0191.1ln )ln ln 1(ln 2
21122112=+=+
=γγγx x A 0932.0)0414
.1ln 475.00191.1ln 525.01(0414.1ln )ln ln 1(ln 2
22211221=+=+
=γγγx x A
全浓度范围内，苯和环己烷的活度系数为
2
212
22
2121)
7543.1(1635.0)0932.01635.00932.0(1635.0ln x x x x x x +=+=γ 2
21212
2112)
5700.0(0932.0)0932.01635.01635.0(0932.0ln x x x x x x +=+=γ （2）Statchard 和Hildebrand 方程
13189-?=mol cm V ，132109-?=mol cm V
)(82.185.15.01-?=cm J σ，)(93.145.15.02-?=cm J σ
21122111111098989x x x V x V x V x +=+=
φ，2
11
221122210989109x x x V x V x V x +=
+=φ 2212
22
22122212211)8165.0(4617.0)93.1482.18()10989109(8.3503145.889)(ln x x x x x x RT V +=
-+??=-=∴σσφγ2
21222
22122212122)2247.1(5655.0)93.1482.18()1098989(8.3503145.8109)(ln x x x x x x RT V +=
-+??=-=∴σσφγ在恒沸点，525.01=x ，475.02=x
1276.0)475.0525.08165.0(475.04617.0ln 2
2
1=+??=∴γ1361.11=γ
1273.0)
475.02247.1525.0(525.05655.0ln 2
22=?+?=
γ1357.12
=γ
活度系数比（1）中计算偏大。
（3）当8.01=x 时，2.02=x
用van Laar 方程：002544.0)2.08.07543.1(2.01635.0ln 2
2
1=+??=γ0025.11=γ 07140.0)
2.05700.08.0(8.00932.0ln 2
2
2=?+?=γ0740.12=γ 79.03
.1018
.040.990025.11
111=??=
=
P
x P y s γ
用Scatchard 和Hildebrand 方程：
02537.0)2.08.08165.0(2.04617.0ln 2
2
1=+??=γ02569.11=γ 3315.0)
2.02247.18.0(8.05655.0ln 2
2
2=?+?=γ3930.12=γ 81.03
.1018
.040.9902569.11
111=??=
=
P
x P y s γ
6、在一定温度和压力下，某二元液体混合物的活度系数如用下式表示
2111)(ln bx x a b a --+=γ
22
22)(ln bx x a b a --+=γ
式中，a 和b 是温度和压力的函数。试问，这二个公式在热力学上是否正确？为什么？ 解：两个公式在热力学上若正确，须满足恒T 、P 的D G -方程，即
0ln ln 1
2
2111
=+dx d x dx d x γγ )2()2(ln ln 22111
2
2111
bx a b x bx a b x dx d x dx d x ++-+--=+γγ )(2)()(21221212x x b x x b x x a -+---=
0)21)(())((112≠-+=-+=x b a x x b a
（b a ≠）
∴这两个公式在热力学上不正确。
7、在303K 、105Pa 下，苯（1）和环己烷（2）的液体混合物的摩尔体积V 和苯的摩尔分数1x 的关系如下：
21164.28.164.109x x V --=13-?mol cm
试导出1V 和2V 和V Δ的表达式。
解：根据摩尔性质与偏摩尔性质间的关系，即
1
11)1(dx dV
x V -+= 1
1
2dx dV
x V V -= 已知2
1164.28.164.109x x V --= 得
11
28.58.16x dx dV
--= 将V 及
1
dx dV
代入1V 和2V 的表达式中 得2
11164.228.56.92x x V +-=（A ）
21264.24.109x V +=（B ）
由式（A ）当11→x 时，得96.891=V 由式（B ）当01→x 时，得4.1092=V 根据∑-=
?)(i
i
i
V V x V
则)()(222111V V x V V x V -+-=?
)4.10964.24.109)(1()96.8964.228.56.92(2112111-+-+-+-=x x x x x
3
1
213121164.264.264.228.564.2x x x x x -++-= 21164.264.2x x -=
)1(64.211x x -= 2164.2x x =
8、采用氟利昂12（R-12）作制冷剂的蒸汽压缩制冷装置，为了进行房屋取暖，将此制冷装置改用热泵，已知蒸发温度为15℃，冷凝器温度为50℃，冷凝器向房屋排放8.4×104 kJ ·h -1的热量，进入压缩机为饱和蒸汽，压缩机作绝热膨胀，压缩后温度为60℃，进入冷凝器被冷凝成饱和液体后进行节流阀。假定压缩后R-12的过热蒸汽可看作理想气体，其蒸气比热
P C '为定值，P C '=0.684 k J ·k g -1·h -1，试求：（1）进入蒸发器的R-12的干度；（2）此热泵
所消耗的功率；（3）如采用电炉直接供给相同的热量，电炉的功率为多少？ 解：该过程的T-s 图如图7-30题图1所示。由附录10先确定各状态点的热力学参数 状态点1：115t =℃，11110.491p MPa kJ kg K --= ，s =0.6902，
111193.8h kJ kg K --=
状态点2：260t =℃，2 1.219p MPa =
状态点3：350t =℃，1331.219206.5p MPa h kJ kg -== ，
1130.6797s kJ kg K --=
假定压缩后过热蒸汽为理想气体，P
C '为定值。
1120.7005s kJ kg K --=
23s s >，因此为不可逆绝热压缩。
14584.9h h kJ kg -==
2
233
ln P
T s s C T '-=2233273.1560
ln 0.67970.684ln 273.1550P
T s s C T +'=+=++23231
()206.50.684(333.15325.15)213.34P h h C T T kJ kg -'=+-=+?-= 7-30题图1
（1）以单位质量为基准计算,进入蒸发器的干度为5x
55555(1)sl sv h h x h x =-+ 5584.950.1(1)193.8x x =?-+
50.242x =
(2)此泵所消耗的功率
制冷剂的循环量
热泵所消耗的功率
（3）电炉的功率为：W '=4
8.410/360023.33()kW ?= R-12的有关热力学参数
9、有人设计了一套装置用来降低室温。所用工质为水，工质喷入蒸发器内部分汽化，其余变为5℃的冷水，被送到使用地点，吸热升温后以13℃的温度回到蒸发器，蒸发器中所形成的干度为98%的蒸气被离心式压气机送往冷凝器中，在32℃的温度下凝结为水。为使此设备每分钟制成750kg 的冷水，求 （1） 蒸发器和冷凝器中的压力； （2） 制冷量（kJ/h ）；
（3） 冷水循环所需的补充量；
（4） 每分钟进入压气机的蒸气体积。 解：
（1） 从饱和水和饱和蒸气表(附录5)查得：蒸发器内5℃水的饱和蒸气压p 1=0.00872×
105Pa ，冷凝器的温度为32℃水的饱和压力p 2=0.0468×105Pa
（2） 本装置依靠5℃的冷水从室内吸热，从而升温至13℃来降低室温，故本装置的制冷
量为
Q 0=m 2（h 5－h 6）=m 2C P （T 5－T 6） =750×4.184×（13－5）
=25104（kJ/min ）=1506240kJ/h
（3） 对蒸发器作质量衡算
m 1=m 3＋m 2（1）
1224213.3484.9128.44()
q h h kJ kg -=-=-= 4
1
228.410654128.44
Q m kg h q -?=== 21()654(213.34193.8)/3600 3.55()
W m h h kW =-=?-=
对蒸发器再作能量衡算
m 1h 5=m 3h 1＋m 2h 6（2）
联立方程（1）和（2）求得m 3，即为冷水循环所需的补充量
5
1653)
(750h h h h m --=
从饱和水和饱和蒸气表查得
h 1（t=5℃，x=0.98）=2460kJ/kg ，h 5（t=13℃的饱和水）=54.（kJ/kg ） 因此
m 3=
25104
246054.6
-=10.48（kg/min ）
（4） 从饱和水和饱和蒸气表查得：5℃时的饱和蒸气比容υg =147.12m 3/kg ；5℃时饱和水
的比容υf =0.001m 3
/kg ，则干度为0.98的蒸气比容
υ=υg x ＋υf （1－x ）=147.12×0.98＋0.001×（1－0.98）=144.18（m 3
/kg ） 最后得到每分钟进入压气机的蒸气体积为
V=m 3υ=10.48×144.18=1511（m 3
/min ）
10、在25℃时，某气体的P-V-T 可表达为PV=RT +6.4×104P ，在25℃，30MPa 时将该气体进行节流膨胀，向膨胀后气体的温度上升还是下降？
解；判断节流膨胀的温度变化，依据Joule-Thomson 效应系数μJ ，即公式（7-6）。 由热力学基本关系式可得到：
p
P H
J C V T V
T P T -??=??=
)(
)()
(μ（7-6） 由P-V-T 关系式P RT PV 4
104.6?+=可得
4104.6?+=
P RT
V 求偏导得P
R
T V P =??)(，故有 0104.6104.644
=
p
p p p J C C C P PV RT C V
P R
T μ
可见，节流膨胀后，温度升高。
11、在一定T 、p 下，二元混合物的焓为2121x cx bx ax H ++=其中，a =15000，b =20000，c = - 20000 单位均为-1J mol ?，求
(1) 组分1与组分2在纯态时的焓值1H 、2H ；
(2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓1H 、2H 和无限稀释时的偏摩尔焓1∞H 、
2
∞
H 。 解：（1）1111
lim 15000
J mol -→===?x H H a
2121
lim 20000
J mol -→===?x H H b
（2）按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓，先求导：
()()()121211
11111
d d
d d d
11d H ax bx cx x x x ax b x cx x x =++=
+-+-????
12=-+-a b c cx
将
1
d d H
x 代入到偏摩尔焓计算公式中，得()
()
()()()()
111
12121111111112
12
2
d 1d (1)211221H H H x x ax bx cx x x a b c cx ax b x cx x a b c cx x a b c cx a c x a cx =+-=+++--+-=+-+-+-+---+-=+-=+
()()()()21
1212111
1111112
1d 2d 112H
H H x ax bx cx x x a b c cx x ax b x cx x x a b c cx b cx =-=++--+-=+-+---+-=+
无限稀释时的偏摩尔焓1∞H 、2∞
H 为：
()()2-1
1120
1
2-1
2
21
1
1221lim lim 150002000035000J mol lim lim 200002000040000
J mol
x x x x H H a cx H H b cx
∞→→∞→→==+=+=?==+=+=?
12、液态氩（1）-甲烷（2）系统的超额Gibbs 自由能函数表达式为
()[]12121x B A x x RT
G E
-+=
其中系数A 、B 如下
T /K A B 109.0 0.3036 -0.0169 112.0 0.2944 0.0118 115.74
0.2804
0.0546
试计算等摩尔混合物的
(1) 112.0K 的两组分的活度系数，并描述112~E
G x RTx x 的关系；
(2) 混合热； (3) 超额熵；
(4) 10x →及11x →时，1E
G 和2E
G 的极限值。
解：（1）????????? ?
?
-+=n n B A n n n RT nG E 12121
()
()()[]()
1211212212112212,,111221221ln 2
x x Bx x B A x x x n n n B n n n n n B A n n n nn n RT nG n P T E ---+-=??????--????????? ?
?
-+??????-=?
??
?????=γ
同样得
()
()[]2
21121,,22221ln 1
x Bx x B a x n RT nG n p T E +-+=?
??
?????=γ
（2）
()
()dT
dB
x dT dA x x T RT G R H x
p E E
12
1,21-+-=????????-= 取
0106.00
.10974.1150169.00546.0d d 00344.00
.10974.1153036
.02804.0d d 13131313=-+=--≈-=--=--≈T T B B T B T T A A T A
)21(0106.000344.0121x x x R
H E
-+≈ （c ）E E E TS G H +=
[]?????
?
-+-+-+-=?+=T B x T A x x x B A x x R S R S RT G RT H E E E E d d )21(d d )21(121121 0106.00212.0310.00236.0121221+--=x x x x x
13、设已知乙醇（1）-甲苯（2）二元系统在某一气液平衡状态下的实测数据为t = 45℃，p =24.4 kPa ，x 1=0.300，y 1=0.634，并已知组分1和组分2在45℃下
的饱和蒸气压为123.06kPa s p =，210.05kPa s p =。试采用低压下气液平衡所
常用的假设，求
(1) 液相活度系数1γ和2γ； (2) 液相的G E /RT (3) 液相的△G /RT ；
与理想溶液想比，该溶液具有正偏差还是负偏差？
解：（1）由1111γx p py s =，得
24.206.233.0634
.04.241
111=??==
x p py s
γ
同样有：27.105.107.0)634.01(4.242
222=?-==
x p py s
γ
(2)41
.027.1ln 7.024.2ln 3.0ln ln 2
211=?+?=+=γγx x RT G E
11084J mol E G -=?
(3)
()7.0ln 7.03.0ln 3.041.0ln ln 2211?+?+=++=x x x x RT
G RT G
E ?-1mol J 0.531?-=?G
由于G E ＞0，故为正偏差溶液。
化工热力学试卷题库与答案
一．选择题(每题2分,共10分) 1、纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅就是温度的函数 B 就是T 与P 的函数 C 就是T 与V 的函数 D 就是任何两强度性质的函数 2、T 温度下的过冷纯液体的压力P (A 。参考P －V 图上的亚临界等温线。) A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3、 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0、3,在一定的T,P 下,8812.0?,9381.0?21==?? ,则此时混合物的逸度系数为 。(C) A 0、9097 B 0、89827 C 0、8979 D 0、9092 4、 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程,装置所产生的功为24kJ,则流体的熵变( A ) A 、大于零 B 、小于零 C 、等于零 D 、可正可负 5、 Henry 规则( C ) A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂 二、填空题(每题2分,共10分) 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃,其等压平均热容为75、31J/mol,则此过程的焓变为 (1882、75)J/mol 。 2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C ),按下列途径由T 1、P 1与V 1可逆地变化至P 2,则, 等温过程的 W =21ln P P RT -,Q =21ln P P RT ,U = 0 ,H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω＝0、193,临界压力为p c ＝3、797MPa,则在Tr ＝0、7时的蒸汽压为 ( 0、2435 )MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为Cp,则ExQ 的 计算式为(00(1)T xQ p T T E C dT T =-? )。 5. 指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1 三、简答题:(共30分) 1. 填表(6分)
化工热力学考试复习题
化工热力学标准化作业一 一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因） 1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3、由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z＜1。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零， 7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。 8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。 9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。 10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。 二、填空题 1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。 2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。 3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。
4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T图上是______的（重叠／分开），而在p-Ｖ图上是______的（重叠／分开）；泡点的轨迹称为___________，露点的轨迹称为___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。 5、正丁烷的偏心因子ω=，临界压力p c=时，则在T r=时的蒸汽压为___________MPa。 6*、状态方程通常分为三类，分别是__________，__________，__________。7*、在状态方程的分类中，RK方程属于__________，virial方程属于__________。 8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是p=RT/(V －b)－a/V2，RK方程的形式为____________________。 三、计算题 1、将1mol甲烷压缩贮于容积为，温度为的钢瓶内，问此甲烷产生的压力有多大分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。已知甲烷的临界参数为T c=，p c=。RK方程中a=，b= RT c/p c。 解： 2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内，钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。已知氨的临界常数为T c=，p c=,V c=mol，ω=。RK方程中a=，b= RT c/p c。Virial方程中B(0)=－；B(1)=－。 解： 3、试分别用下列三种方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。(1) 用理想
化工热力学答案课后总习题答案详解
化工热力学答案_课后总习题答案详解 第二章习题解答 一、问答题： 2-1为什么要研究流体的pVT 关系？ 【参考答案】：流体p-V-T 关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。（2）利用可测的热力学性质（T ，P ，V 等）计算不可测的热力学性质（H ，S ，G ，等）。只要有了p-V-T 关系加上理想气体的id p C ，可以解决化工热力学的大多数问题。 2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。 【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。 2）临界点C 的数学特征： 3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线； 4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。 5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。 6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。 7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。 2-3 要满足什么条件，气体才能液化？ 【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。 2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？ 【参考答案】：不同。真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有 ()() () () 点在点在C V P C V P T T 00 2 2 ==?? ?
关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，r P 和ω。 2-5 偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？ 【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。 偏心因子不可以直接测量。偏心因子ω的定义为：000.1)p lg(7.0T s r r --==ω ， ω由测定的对比温度为0.7时的对比饱和压力的数据计算而得，并不能直接测量。 2-6 什么是状态方程的普遍化方法？普遍化方法有哪些类型？ 【参考答案】：所谓状态方程的普遍化方法是指方程中不含有物性常数a ，b ，而是以对比参数作为独立变量；普遍化状态方程可用于任何流体、任意条件下的PVT 性质的计算。普遍化方法有两种类型：（1）以压缩因子的多项式表示的普遍化关系式 (普遍化压缩因子图法)；（2）以两项virial 方程表示的普遍化第二virial 系数关系式(普遍化virial 系数法) 2-7简述三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别。 【参考答案】：三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别在于为了提高对比态原理的精度，引入了第三参数如偏心因子ω。三参数对应态原理为：在相同的 r T 和r p 下，具有相同ω值的所有 流体具有相同的压缩因子Z ，因此它们偏离理想气体的程度相同，即),P ,T (f Z r r ω=。而两参数对应状态原理为：在相同对比温度r T 、对比压力 r p 下，不同气体的对比摩尔体积r V （或压缩因子z ） 是近似相等的，即(,) r r Z T P =。三参数对应状态原理比两参数对应状态原理精度高得多。 2-8总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。 【参考答案】： 由于范德华方程（vdW 方程）最 大突破在于能同时计算汽、液两相性质，因此，理论上讲，采用基于vdW 方程的立方型状态方程能同时将纯气体和纯液体的性质计算出来（最小值是饱和液体摩尔体积、最大值是饱和气体摩尔体积），但事实上计算的纯气体性质误差较小，而纯液体的误差较大。因此，液体的p-V-T 关系往往采用专门计算液体体积的公式计算，如修正Rackett 方程，它与立方型状态方程相比，既简单精度又高。 2-9如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？ 【参考答案】：对于混合气体，只要把混合物看成一个虚拟的纯物质，算出虚拟的特征参数，如Tr ，
化学工程与工艺专业《化工热力学》模拟考试考题A(答案)
华东理工大学20 -20 学年第 学期 《化工热力学》课程模拟考试试卷 A (答案) 开课学院：化工学院，专业：化学工程与工艺 考试形式：闭卷，所需时间： 120分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 1．当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 ( × ) 2．纯物质的三相点随着所处压力的不同而改变。 ( × ) 3．用一个相当精确的状态方程，就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。 ( × ) 4．气体混合物的V irial 系数，如B ，C ，…，是温度和组成的函数。 ( √ ) 5．在一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。( √ ) 6．对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。 ( × ) 7．在二元系统的汽液平衡中, 若组分1是轻组分，组分2是重组分，若温度一定，则系统的压力随着1x 的增大而增大。 ( × ) 8．偏摩尔焓的定义可表示为()[] [],,,,j i j i i i i T p n T p n nH H H n x ????? ?== ??? ??????。 ( × ) 9．Gibbs-Duhem 方程可以用来检验热力学实验数据的一致性。 ( √ ) 10．自然界一切实际过程总能量守恒，有效能无损失。 ( × ) 11．能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。( × ) 12．当化学反应达到平衡时，反应的Gibbs 自由焓变化值G ?等于零。 ( √ ) 二、单项选择题（共20分，每小题2分） 1．指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则物质的状态为：（ D ） (A) 饱和蒸汽； (B) 超临界流体； (C) 压缩液体； (D) 过热蒸汽 2．单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列哪个因素有关（ C ）。 (A) 理想功； (B) 有效能； (C) 损耗功； (D) 环境温度
化工节能技术考试题目及答案
一、名词解释 节能:应用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以会接受的方法，来合理有效地利用能源。本质：充分、有效地发挥能源的作用. 能源：可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源。 技术节能: 又称间接节能，指通过合理调整，优化经济结构、产业结构和产品结构提高产品质量，节约使用各种物资等途径而达到的节约效果。 结构节能:又称直接节能，它指能源系统流程各环节中，由于加强企业经济管理和节能科学管理，减少跑、冒、滴、漏；改革低效率的生产工艺，采用新工艺、新设备、新技术和综合利用等方法，提高能源有效利用率从而降低单位产品能源消耗所实现的节能。 完全热力学平衡:同时满足热平衡、力平衡和化学平衡。 不完全热力学平衡:只满足热平衡、力平衡的平衡 可避免用损失:技术上和经济上都可避免的用损失。 不可避免用损失:不可避免“火用”损失是技术上和经济上不可避免的最小“火用”损失，要么技术上无法实现，要么经济上不可行。 EL=AVO(可避免)+INE(不可避免) 效率: 收益的用与耗费的用的比值，ηe=E收益/E耗费ηe= E收益/E耗费=（E耗费-EL）/E耗费=1-EL/E耗费=1-ζ 实用效率:ηe’=E收益/(E耗费-INE) 夹点技术是以化工热力学为基础，以经济费用为目标函数，对过程系统整体进行优化设计和节能改造的技术。 网络夹点:现行网络中，若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点称为网络夹点。 零改动方案:改造过程中仅以增加换热器面积来回收热量而不改动换热网络结构的方案 一改动方案: 改造过程中引起换热网络结构一次改动的方案。 过程夹点:对过程进行分析时所确定的夹点。 热负荷回路:在网络中从一股物流出发，沿与其匹配的物流找下去，又回到此物流，则称在这些匹配的单元之间构成热负荷回路。 阈值:并非所有的换热网络问题都存在夹点，只有那些既需要加热公用工程、又需要冷却公用工程的换热网络问题才存在夹点要一种公用工程的问题，称为阈值问题。 二、问答题 1. 简述我国的能源资源状况及其特点 经济发展速度快，人均水平低；能源消费总量大，人均能耗低；能源消费结构以煤为主，脱离世界能源消费的主流； 能源消费引起的污染物排放，已使环境不堪重负；能源资源相对贫乏，长期能源供应面临严重的短缺； 能源利用效率低，存在巨大节能潜力；能源问题是保证中国未来经济、环境可持续发展的一个重要问题。 2. 能源按来源分可分为哪几类？试简述之 （1）来自地球以外天体的能量主体：太阳辐射能。目前所用能源的绝大多数。目前所用能源的绝大多数。生物质能、煤炭、石油、天然气、水能、风能、海洋能、 （2）地球本身蕴藏的能量地热能、原子核能（3）地球和其他天体相互作用的能量潮汐能 3. 能源按使用状况可分为哪几类？试简述之 （1）常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模规生产和广泛利用的能源。如煤炭、水力、石油、天然气等 （2）新能源:目前尚未得到广泛使用，有待科学技目前尚未得到广泛使用，有待科学技术的发展，以便将来更经济有效开发的能源效的。如太阳能、地热能、潮汐能等。 4. 能源按转换和利用层次可分为哪几类？试简述之 按能源的转换和利用层次分: 一次能源、二次能源、终端能源（1）一次能源：自然界自然存在的未经加工自然界自然存在的未经加工或转换的能源。如石油、天然气、风能等。又分为可再生能源(如风能、生物质能、水能、太阳能等）和非再如风能、生物质能、水能、太阳能等）（2）二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换形成的能源产品。如电、煤气等。（3）终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。 5. 能源按对环境的污染程度可分为哪几类？试简述之 (1) 清洁能源：无污染或污染小的能源。如太阳能、风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等。风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等。（2）非清洁能源：污染大的能源。如煤炭、石油等。 6. 简述化工节能减排的意义
化工热力学习题集(附标准答案)
化工热力学习题集(附标准答案)
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模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） 本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表： 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（C ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ A ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ B ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ A ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ B ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ A ） A. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ????????? =- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 12. 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。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案
化工热力学复习题及答案
第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）
化工热力学第一章 习题解答
第一章习题解答 一、问答题： 1-1化工热力学与哪些学科相邻？化工热力学与物理化学中的化学热力学有哪些异同点？ 【参考答案】：高等数学、物理化学是化工热力学的基础，而化工热力学又是《化工原理》、《化工设计》、《反应工程》、《化工分离过程》等课程的基础和指导。化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础。化工热力学与化学热力学的共同点为：两者都是利用热力学第一、第二定律解决问题；区别在于：化学热力学的处理对象是理想气体、理想溶液、封闭体系；而化工热力学面对的是实际气体、实际溶液、流动体系，因此化工热力学要比化学热力学要复杂得多。 1-2化工热力学在化学工程与工艺专业知识构成中居于什么位置？ 【参考答案】：化工热力学与其它化学工程分支学科间的关系如下图所示，可以看出，化工热力学在化学工程中有极其重要的作用。 1-3化工热力学有些什么实际应用？请举例说明。 【参考答案】： ①确定化学反应发生的可能性及其方向，确定反应平衡条件和平衡时体系的状态。（可行性分析）
②描述能量转换的规律，确定某种能量向目标能量转换的最大效率。（能量有效利用） ③描述物态变化的规律和状态性质。 ④确定相变发生的可能性及其方向，确定相平衡条件和相平衡时体系的状态。 ⑤通过模拟计算，得到最优操作条件，代替耗费巨大的中间试验。 化工热力学最直接的应用就是精馏塔的设计：1）汽液平衡线是确定精馏塔理论板数的依据，可以说没有化工热力学的汽液平衡数据就没有精馏塔的设计；2）精馏塔再沸器提供的热量离不开化工热力学的焓的数据。由此可见，化工热力学在既涉及到相平衡问题又涉及到能量有效利用的分离过程中有着举足轻重的作用。 1-4化工热力学能为目前全世界提倡的“节能减排”做些什么？ 【参考答案】：化工热力学是化学工程的一个重要分支，它的最根本任务就是利用热力学第一、第二定律给出物质和能量的最大利用极限，有效地降低生产能耗，减少污染。因此毫不夸张地说：化工热力学就是为节能减排而生的！ 1-5化工热力学的研究特点是什么？ 【参考答案】：化工热力学的研究特点： (1)从局部的实验数据加半经验模型来推算系统完整的信息； (2)从常温常压的物性数据来推算苛刻条件下的性质； (3)从容易获得的物性数据（p、V、T、x）来推算较难测定或不可测试 的数据（y，H，S，G）； (4)从纯物质的性质利用混合规则求取混合物的性质； (5)以理想态为标准态加上校正，求取真实物质的性质。 其中最大的特点是将实际过程变成理想模型加校正的处理问题方法。
化工热力学考试题目三
化工热力学考试题目3 一、选择题 1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ） A 可以判断新工艺、新方法的可行性； B.优化工艺过程； C.预测反应的速率； D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据，用少量实验数据推算大量有用数据； E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。 2、纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ ）。 A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽 3、超临界流体是下列（ ）条件下存在的物质。 A.高于T c 和高于P c B.临界温度和临界压力下 C.低于T c 和高于P c D.高于T c 和低于P c 4、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于（ ）。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 5、关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ ） 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。 E 、应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。 6、关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ ） A.判断新工艺的可行性。 B.化工过程能量分析。 C.反应速率预测。 D.相平衡研究 7、分) ,400K 的2N 1kmol 体积约为（ ） A 3326L B 332.6L C 3.326L D 3 m 8、下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是（ ） A K kmol m Pa ???/10314.83 3 B kmol K C K atm cm /3 ? D K kmol J ?/ 9、纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ ）。 A. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定 10、对理想气体有（ ）。 0)/.(??T P H B 0)/.(=??T P H C 0)/.(=??P T H D 11、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
化工热力学复习题
第二章 四、计算题 1. 在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4Jg -1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cm 3 g -1，且0℃时水 的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa 和2508Jg -1，请由此估计水的三相点数据。 解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。 对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K ，101325Pa ；并能计算其斜率是 7103453.1?-=??=fus m fus m V T H dT dP PaK -1 熔化曲线方程是()15.273103453.11013257-?-=T P m 对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15K ，610.62Pa ；也能计算其斜率是 4688.262 .61015 .273314.815.2732508 =?? =?≈??=sv b vap vap b vap s V T H V T H dT dP PaK -1 汽化曲线方程是()15.2734688.262.610-+=T P s 解两直线的交点，得三相点的数据是：09.615=t P Pa ，1575.273=t T K 2. 试由饱和蒸汽压方程（见附录A-2），在合适的假设下估算水在25℃时的汽化焓。 解： dT P d RT H RT H T RZ H T Z R H dT P d s vap vap vap vap vap vap s ln ln 2 2 2 2=→≈== ?????低压下 由Antoine 方程()2 ln ln T C B dT P d T C B A P s s +=+- =得 查附录C-2得水和Antoine 常数是47.45,36.3826-==C B 故 () 84.44291115.29847.4536.3826314.812 2 22 =?? ? ??+-?= ?? ? ??+= += T C RB RT T C B H vap ?Jmol -1 六、证明题 1. 由式2-29知，流体的Boyle 曲线是关于0=??? ????T P Z 的点的轨迹。证明vdW 流体的Boyle 曲线是 ()0222=+--ab abV V bRT a 证明：001=??? ????+=????? ??? ??? ? ??? ????+= ??? ????T T T V P V P V P P V RT P Z 得由 由vdW 方程得
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. G E = RT ∑X i ln X i B. G E = RT ∑X i ln a i C. G E = RT ∑X i ln γi D. G E = R ∑X i ln X i 3．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ D ）。 A. i i G μ=- B. dT S dP V G d i i i - ---=；C. ()i j n P T i i n nG G ≠? ???????=-,, D. ()i j n nV T i i n nG G ≠? ???????=-,, 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．对于流体混合物，下面式子错误的是 D 。 A B 、 i i i V P U H += C i i V i i U U = D 、理想溶液的i i S S = i i G G = 8．由纯组分形成理想溶液时，其混合焓ΔH id B 。 A. >0； B. =0； C. <0 ； D. 不确定。 9．体系中物质i 的偏摩尔体积i V 的定义式为： D 。 A.i j n v T i i i n V V ≠??=,,][ B .i j n v T i i n V V ≠??=,,][总 C .i j n p T i i i n V V ≠??=,,][ D. i j n p T i i n V V ≠??=,,][总 10．混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 C 。 A.i i f x f ∧ ∑=； B. i f f ∧ ∑=； C. ln i i i x f x f ∧ ∑=ln ； D. ln 0 ln f x f i ∑=
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化工热力学复习题 一、填空题 1、与环境之间无物质传递的系统成为____________，它又可以分为___________和____________________。与环境之间有物质传递的系统称为_______________。与环境之间既无物质又无能量传递的系统称为______________。（P3） 2、按应用对象的差异，我们将应用部分划分为__________________、____________________和_____________________________。（P4） 3、热力学性质的表达主要有_______、_________和_____________三种形式。（P4） 4、流体的性质有_________________和__________________之分。（P5） 5、状态函数的特点是______________________________________________。（P6） 6、1Mpa=_____Pa=___bar=_____________atm=_______________mmHg。（P8） 7、普适气体常数R=______MPa·cm3·mol-1·K-1=_______bar·cm3·mol-1·K-1 =_________J·mol-1·K-1=_________cal·mol-1·K-1。（P8） 8、状态方程可以___________________________、_______________________和_____________________。（P12） 9、纯物质在一定温度（ 模拟题一 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ A ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ B ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（A ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ A ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ B ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ A ） A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 12. 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。 化工热力学考试复习题文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 化工热力学标准化作业一 一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因） 1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3、由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z＜1。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零， 7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。 8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。 9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。 10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。 二、填空题 1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。 2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。 3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。 4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T图上是______的（重叠／分开），而在p-Ｖ图上是______的（重叠／分开）；泡点的轨迹称为 ___________，露点的轨迹称为___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。 5、正丁烷的偏心因子ω=，临界压力p c=时，则在T r=时的蒸汽压为 ___________MPa。 6*、状态方程通常分为三类，分别是__________，__________， __________。 7*、在状态方程的分类中，RK方程属于__________，virial方程属于 __________。 8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是 p=RT/(V－b)－a/V2，RK方程的形式为____________________。 三、计算题 1、将1mol甲烷压缩贮于容积为，温度为的钢瓶内，问此甲烷产生的压力有多大分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。已知甲烷的临界参数为T c=，p c=。RK方程中a=，b= RT c/p c。 解： 2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内，钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。已知氨的临界常数为T c=， 2010年化工热力学练习题 一 是非题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。 3. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。 4. 象dU=TdS-PdV 等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。 5. 一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。 6. 由于剩余性质是在均相体系中引出的概念，故我们不能用剩余性质来计算汽化过程的热力学性质的变化。 7. 逸度与压力的单位是相同的。 8. 汽液两相平衡的条件是汽液两相的逸度相等。 9. 纯流体的汽液平衡准则为f V =f l 。 10. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 11. 符合热力学一致性检验的汽液平衡数据一定是真实可靠。 12. 对于给定体系，在一定压力下形成恒沸，恒沸组成不变。 13. 下列汽液平衡关系是错误的： i i solvent i V i i x H py *=γ? ,? 14. 从过量性质的定义可知，其数值越大，则溶液的非理想性越强。 15. 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。 16. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。 17. 对于理想溶液，遵守Raoult 定律，等温下p-x-y 图上的p-x 线为一直线。 18. 理想溶液一定符合Lewis-Landell 规则和Henry 规则。 19. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。 20. 二元溶液的Henry 常数只与T 、P 有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry 常数则与T 、P 、组成都有关。 21. 对于理想溶液，所有混合过程的性质变化均为零。 22. 对于理想溶液，所有的过量性质都等于零。 23. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 24. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑=i i t M n M 。 25. 液液平衡一般出现在与理想溶液有较大正偏差的溶液中。 26. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTlnf 。 27. 当p →0时，f/p →∞。 28. 理想气体有f=p , 而理想溶液有i i ??= 。 29. 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上γi 与压力无关。 30. 孤立系统的热力学能和熵都是一定值。 31. 能量平衡关系S W Q Z g u H -=?+?+ ?2 2 1对任何系统、任何过程均适用。 32. 热力学第二定律告诉我们，熵产为零的过程，熵流也为零。 33. 一切实际过程的总熵变大于等于零。 34. 一切实际过程的能量守恒。 35. 一切实际过程的有效能守恒。 36. 能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。中国石油大学-化工热力学习题集(附答案)
化工热力学考试复习题
化工热力学练习题2015