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 ，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==。
4. 1kJ=1000J== cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。
5. 普适气体常数R = cm 3 mol -1 K -1= cm 3 mol -1 K -1= J mol -1 K -1 = 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。）
5. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。（错。它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）
6. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。只有吉
氏函数的变化是零。） 7. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。（对。）
8. 在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。(错。简单流体系指一类非极性的球
形流，如Ar 等，与所处的状态无关。)
二、选择题
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，则气体的状态为(C 。参考P －V 图上的亚临界等温线。) A. 饱和蒸汽
B. 超临界流体
C. 过热蒸汽
2. 纯物质的第二virial 系数B （A 。virial 系数表示了分子间的相互作用，仅是温度的函数。）
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 3. 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 。要表示出等温线
在临界点的拐点特征，要求关于V 的立方型方程）
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
三、填空题
1. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P －T 图上是重叠的(重叠／分开)，而在P-V 图上是分开的(重叠／分开)，泡点的轨迹称为饱和液
相线，露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。
2. 简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。
第3章 均相封闭体系热力学原理及其应用
一、是否题
1. 体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。(对。[]rev T Q dS 0==)
2. 吸热过程一定使体系熵增，反之，熵增过程也是吸热的。（错。如一个吸热的循环，熵变为零）
3. 热力学基本关系式dH=TdS+VdP 只适用于可逆过程。（错。不需要可逆条件，适用于只有体积功
存在的封闭体系） 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。（错。能于任何相态） 5. 理想气体的状态方程是PV=RT ，若其中的压力P 用逸度f 代替后就成为了真实流体状态方程。（错。
因为逸度不是这样定义的） 6. 逸度与压力的单位是相同的。（对） 二、选择题
1. 对于一均匀的物质，其H 和U 的关系为（B 。因H ＝U ＋PV ）
A. H ≤U
B. H>U
C. H=U
D. 不能确定
第4章 非均相封闭体系热力学
一、是否题
1. 偏摩尔体积的定义可表示为{}{}i
i x P T i n P T i i x V n nV V ≠≠?
???
????=???? ???=,,,,?。(错。因对于一个均相敞开系统，
n 是一个变数，即(){}0,,≠??≠i
n P T i n n )
2. 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。（对。即
常数===),(,?P T f f x f f i i i is i ） 3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。（对）
4. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。（错。V ，H ，U ，C P ，C V 的混合过程性质变化
等于零，对S ，G ，A 则不等于零） 5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。（对。因is E M M M -=） 6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。（错。理想溶液的活度系数为1） 7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。（错。同于4） 8. 对于理想溶液的某一容量性质M ，则__
i i M M =。（错，同于4）
9. 理想气体有f=P ，而理想溶液有i i ??=?。（对。因i i i i i i is i is
i P
f Px x f Px f ??
====??） 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
热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。（错。总熵不等于原来两气体的
熵之和）
11. 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。（错。吉氏函数的值要发生变化）
12. 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上i
γ与压力无关．（错。理论上是T ，P ，
组成的函数。只有对低压下的液体，才近似为T 和组成的函数） 13. 纯流体的汽液平衡准则为f v =f l 。（对）
14. 混合物体系达到汽液平衡时，总是有l i
v i l v l i v i f f f f f f ===,,??。（错。两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等）
15. 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 。（错。应该用偏摩尔性质
来表示）
16. 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。（对。） 17. 理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。（对。） 18. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。（错，如非理想稀溶液。）
第六章 化工过程能量分析
1. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值
( ).
A. 增加 B ． 减少 C ．不变 D. 不能确定
2. 要加热50℃的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（ ） A.60℃的热水 B.80℃的热水 C.100℃的饱和蒸汽， D. 120℃的过热蒸汽
3. 不可逆过程中孤立体系的（ ）
A.总熵总是增加的，有效能也是增加的。
B.总熵总是减少的，有效能也是减少的。
C.总熵是减少的， 但有效能是增加的。
D. 总熵是增加的，但有效能是减少的。
4. 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 ，则此过程是
( )。
5. A. 可逆的 B.不可逆的 C. 不可能的
6. 在与之间工作的热机的最大效率是 （ ） A. % C. %
7. 体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环
境熵变存在（ ）。
A ．（ΔS 环）可逆< （ΔS 环）不可逆 B. （ΔS 环）可逆 >（ΔS 环）不可逆 C ．（ΔS 环）可逆 = （ΔS 环）不可逆 D ．（ΔS 环）可逆= 0 8. 按第二定律，无论什么过程体系的熵变 。 9. A.≤0 B.≥0
C.=0
D.不确定
10. 在孤立体系中，因不可逆性导致作功能力损失。公式孤立S T W L ??=0（式中0T 为环境温度）是
从传热过程推出的 。
A ．仅适用传热过程 B. 也适用传质过程 C ． 也适用流动过程 D. 任何过程都行 11. 体系经不可逆循环又回到初态，则热温商的循环积分__________ A <0 Ｂ =０ C >0 12. 关于做功和加热本领的描述，不正确的是（ ） A 压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。
B 温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。
C 温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。
D 放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。
13. 非流动过程的理想功W id 等于（. △V 为体系温度，压力及体积变化，T 0、P 0为环境温度，压力）。 A). △U B) △U-T 0△S C) △U-T △S+P △V D)△U-T 0△S+P 0△V 14. 损失功也是过程可逆与否的标志，因此有：
A) W L =T 0*△S 体 B)W L =T 0*△S 环 C)W L =T 0*△S 总 D)W L =-T 0*△S 总
15. 体系由状态1（P 1,T 1）可逆变化到状态2（P 2,T 2），该过程用△E X 的变化等于。 A)W id B)W L C)-W id D)T 0△S 总 16. 同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率（ ）
A. 相同
B.低
C.高
D.不一定
17. 500℃恒温热源下100KJ 的热量所具有的有效能为 。（T 0=298K ）
A.
100KJ B. 约40KJ C. 约60KJ D. 约20KJ 18. 卡诺制冷循环的制冷系数与( )有关。
A. 制冷剂的性质
B. 制冷剂的工作温度
C. 制冷剂的循环速率
D. 压缩机的功率
19. 任何体系在一定状态下的有效能是从所处状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界作出的最
大功。
A ） 正确 B) 错误
20. 有效能是系统的一种热力学性质。因此，系统某个状态的有效能的数值与环境状态无关。 A ） 正确 B) 错误
21. 压力相同时，过热蒸汽的有效能较饱和蒸汽大，因此其做功的本领也较大。 A ） 正确 B) 错误
22. 温度相同时，高压蒸汽的有效能较低压时蒸汽大，所以通常用高压蒸汽作为工艺加热之用。
A）正确B) 错误
23.蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀，体系和环境总的有效能是守恒的。
A）正确B) 错误
24.根据能量守恒定律，在不消耗外部能量的前提下，功可以自发的全部转化为热，热可以完全自发
的转化为功。
A）正确B) 错误
25.热力学效率表示能量利用真实过程与可逆过程的差距，因此，热力学效率必然小于1。
A）正确B) 错误
26.要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析A）正确B) 错误
27.根据热力学第一定律，对某过程或系统的能量衡算，不仅能确定能量的数量利用率，而且能全面
地评价能量利用情况。
A）正确B) 错误
28.一定状态下体系的有效能是体系由该状态达到与时此过程理想功。
29.体系经过不可逆过程，则过程熵变一定大于过程的商。
30.纯物质T-S图两相区水平线段（结线）长度表示大小。
31.单位质量稳流体系能量平衡方程是。
32.稳流体系熵方程中熵产生是体系内部所引起的。
33.体系由一状态到另一状态变化过程中以_________________方式进行时的功效应，称为此过程的
理想功。
34.能量平衡是以热力学为基础，有效能平衡是以热力学
为基础。
35.能量平衡是反映系统中能量的利用情况，有效能平衡是反映系统中能量
的利用情况。
36.根据热力学的观点，体系与环境间由于_____作推动力而传递的能量称为热，热力学第一定律的
数学表达式是___________规定体系吸热为正值，放热为负值，体系得功为正值，对环境做功为负值。
37.对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是_________.
38.当单位质量流体稳定流经水平、等径的阀门时，其能量平衡方程式可以简化为_________.
39.当单位质量的流体经过绝热节流膨胀（忽略功、能和位能的变化）其能量守恒方程为：
___________.
40.节流式正气量热计用于测量湿蒸汽的干度，其原理是是么
41.卡诺定理的主要内容是是么
42.热力学第二定律的表达式是_________
43.孤立体系的熵增表达式是__________
44.从热力学的角度分析某流体流动装置必须遵循哪三个原理
45.什么是理想功、损失功
46.理想功的两个基本条件是是么
47.考察理想功的作用是什么
48.在化工过程中，动能、位能变化不大的稳定流动过程理想功W id表达式可简化为什么
49.稳定流动体系物流的有效能E X的基本计算式为：___________
50.在T-S图上1-2-3-4表示卡诺循环，问卡诺循环效率用面积比如何表示
T
1 2
4 3
1'2'S
51.单位质量稳定流动体系能量平衡方程是______________________________________。流体经常
通过喷嘴获得高速气体（超音速），该高速气体的速度为_______________。
计算题
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B A D
C C A
D D A C
D C A B C B B B A B
A B A A B
26环境基态完全平衡
27热温商
28汽化熵
H+1/2u2+gZ=Q+W S
29
30不可逆性
31完全可逆
32第一定律；第二定律
33量；品质
34温差△U＝Q＋W
△H＋1/2△U2+g△z=Q+W s或△H＋△E k＋△E p＝Q＋W s
35
36△H＝Q
37△H＝0
38采用节流原理，当湿蒸汽充分节流后变为过热蒸汽，测定过热蒸汽的温度、压力得知过热蒸汽的焓值，从而求得湿蒸汽的干度。
39所有工作于等温热源和等温冷源之间的热机，以可逆热机效率最大，所有工作于等温热源和等温冷源之间的可逆热机其效率相等，与工作介质无关。
ηmax＝1－T2/T1
40ds≥δQ/T
41ds≥0
42质量守恒能量守恒熵增原理
43理想功是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可以产生的最大功或者必须消耗的最小功。损失功时指给定相同的状态变化时的不可逆实际功与理想功之间
的差值。
Wl=W ac-W id
441）体系内部一切变化可逆2）体系只与温度为T0的环境进行可逆的热交换。
45理想功是一个理论的极限值，用来比较实际功的标准。
46w id = △H-T0△S
47E X=(H-H0)-T0(S-S0)=T0*△S-△H
48Δh + Δu2/2 + gΔz = q+ w S；
1、试求下298K的水变为273K的冰时的理想功，设环境的温度分别为298K和248K，过程为稳定流动过程。
水在不同状态下的焓、熵值如下表
状态温度/K 焓/kJ/kg 熵/kJ/(kgK)
H2O(l) 298
H2O(s) 273 －－
（1）环境温度为298K高于冰点时
W id=H sys－T0S sys=(－－－298(－－
=kg
说明欲使水变为冰，需外界对水作功，即必须用冰机，理论上应消耗的最小功为kg
（2）环境温度为248K低于冰点时
W id=H sys－T0S sys=(－－－248(－－
=－kg
说明此种情况下水变为冰是自发进行的，理论上可对外作功kg
2、一换热器,用1MPa的饱和水蒸汽为加热介质,换热后冷凝为对应的饱和水,其流量为1000kg/h;被加热液体进口温度为80℃,流量为5800kg/h,c p=(kgK),换热器的热损失为201480 kJ/h,过程为等压。试求:①被加热的液体的出口温度②该换热器的热效率③该换热器的损耗功④该换热器的热力学效率已知环境温度为298K。
状态焓h (kJ/kg) 熵s(kJ/(kg K))
饱和蒸汽h g= s g=
饱和水h l= s l=
解：整个换热器为体系，1h计算基准
（1）被加热的液体的出口温度的计算
由题意及稳流系热力学第一定律得：H蒸+H液=Q损
即：m蒸(h l h g)+m液cp(t出t入)=Q损代入数据得：
1000+5800(t出80)= 201480 解之得：t出=160.0℃
(2) 换热器的热效率的计算
=H液/(H蒸)=……=%
(3)换热器的损耗功的计算
W id蒸=H蒸T0S蒸=H蒸T0 m蒸（s l s g）
=……=×105 kJ/h
W id液=H液T0S液
=H液T0 m液c p ln(T出/T入)=……=×105 kJ/h
W L=W id蒸W id液=……=×105 kJ/h
(4) 换热器的热力学效率的计算
T =W id 液/(W id 蒸)= ……=%
第七章 蒸汽动力循环和制冷循环
一、选择题
1. (1分)对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的压力，则其热效率( ). A. 有所提高，乏气干度下降 B. 不变，乏气干度增加 C. 有所提高，乏气干度增加 D. 热效率和干度都不变
2. (1分)节流效应T-P 图上转化曲线是表示 的轨迹。
3. A. μj =0 B. μj <0
C. μj >0
4. (1分)对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度，则其热效率( ). A. 有所提高，乏气干度下降 B. 不变，乏气干度增加 C. 有所提高，乏气干度增加 D. 热效率和干度都不变
5. (1分)理想的Rankine 循环工质是在汽轮机中作_____膨胀 A ） 等温 B) 等压 C ）等焓 D ）等熵
6. (1分)节流膨胀的过程是不计流体位差等速度变化，可近似看作______过程 A ） 等温 B) 等压 C ）等焓 D ）等熵
7. (1分)流体作节能膨胀时，当μJ ＞0，节流后温度 A ）升高 B ）降低 C ）不变
8. (1分)气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体
焓值（ ）
A. 增加 B ． 减少
C ．不变 D. 不能确定
9. (1分)Rankine 循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成 A ） 正确 B) 错误
10. (1分)吸收式制冷将热由低温物体向高温物体，冷凝器置于低温空间 A ） 正确 B) 错误
11. (1分)蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间，冷凝器置于低温空间 A ） 正确 B) 错误
12. (1分)单级蒸汽压缩制冷是由冷凝器、节流阀、蒸发器、过热器组成 A ） 正确 B) 错误
13. (1分)在相同的温度区间工作的制冷循环，制冷系数以卡诺循环为最大 A ） 正确 B) 错误
14. (1分)吸收式制冷采用吸收器、解吸器、溶液泵和换热器，替代蒸汽压缩制冷装置中的压缩机构
成 A ） 正确 B) 错误
15. (1分)热泵的工作目的是供热，有效的利用低品味的能量，因此热泵的工作原理循环过程不同于
制冷装置。
A ） 正确 B) 错误
16. (1分)冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 A ） 正确 B) 错误
17. (1分)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. 只有当0>-T J μ，经节流膨胀后，气体温度才会降低。
C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。
D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。
18.(1分)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
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
19.(1分)某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了5
度，则制冷循环。
20.A. 冷量增加，功耗不变 B. 冷量不变，功耗减少
21.C. 冷量减少，功耗减小 D. 冷量增加，功耗增加
22.(1分)关于制冷循环，下列说法不正确的是（）
(A)冬天，空调的室外机是蒸发器。
(B)夏天，空调的室内机是蒸发器。
(C)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的。
(D)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。
23.(1分)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（）
(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。
24.(1分)吸收式制冷循环中解吸器，换热器，吸收器和泵这一系统的作用相当于另一类制冷循环的
__________
A 节流阀
B 膨胀机
C 压缩机
25.(1分)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
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
26.(1分)相同的压力下，对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度______
A）大 B) 小 C）相同
27.(1分)制冷剂进入压缩机时的状态是______
A)流体 B）汽液混合状态 C）饱和蒸汽或过热蒸汽
28.(1分)评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是______
A)单位制冷量 B）制冷剂每小时循环量 C）压缩机消耗功率 D）制冷系数
29.(1分)蒸汽压缩制冷循环的性能与制冷剂的热力学性质密切相关，下列哪个条件不符合制冷剂选
择要求
A)沸点低 B）冷凝压力低 C）汽化潜热大 D）较低的临介温度
30.(1分)30.吸收式制冷是消耗_______而实现制冷的目的
A）功 B）热能 C）机械能
31.(1分)如当地冷却水温度为常年18℃，则氨制冷循环的冷凝温度应选。
A.18℃；
B.8℃；
C.28℃；
D.48℃。
32.(1分)如被冷物系要求达-15℃，则制冷循环中氨的适宜蒸发温度为。
A.-15℃；
B. -10℃；
C. -20℃；
D.-45℃。
33.(1分)蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量一定( )制冷剂冷却和冷
凝放出的热量
A 大于B等于C小于
34.(1分)评价蒸汽动力循环的经济性指标是热效率和汽耗率，热耗率越高，汽耗率越高
A）正确 B) 错误
35.(1分)对膨胀作功过程，等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功量之
比。
A）正确 B) 错误
36.(1分)p－V图只能显示所作的功，而T-S图既显示体系所吸取或释放的热量，又显示体系所作的
功，所以温熵图在蒸汽动力循环和冷冻循环广泛使用。
A）正确 B) 错误
37.(1分)提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率
A）正确 B) 错误
38.(1分)气体从高压向低压作绝热膨胀时，膨胀后气体的压力温度必然降低
A）正确 B) 错误
二、计算题
参考答案
一、选择题
1. (1分)A
2. (1分)A
3. (1分)C
4. (1分)D
5. (1分)C
6. (1分)B
7. (1分)B
8. (1分)A
9. (1分)B
10. (1分)B
11. (1分)B
12. (1分)A
13. (1分)A
14. (1分)B
15. (1分)A
16. (1分)D
17. (1分)B
18. (1分)A
19. (1分)C
20. (1分)B
21. (1分)D
22. (1分)B
23. (1分)A
24. (1分)C
25. (1分)D
26. (1分)D
27. (1分)B
28. (1分)C
29. (1分)C
30. (1分)C
31. (1分)B
32. (1分)A
33. (1分)A
34. (1分)A
35. (1分)A
计算题
1．、484℃的过热水蒸气推动透平机作功，并在下排出。此透平机既不可逆也不绝热，输出的轴功相当于可逆绝热膨胀功的85%。由于隔热不好，每kg蒸汽有的热量散失于20℃的环境。此过程的理想功、损失功和热力学效率。
已知，当P1=、T1=484℃时，H1=3428kJ/kg、S1= kJ/(kgK)；当P2=时，S g= kJ/(kgK)；当P2=、S2=s1时，H2=2659 kJ/kg；当P2=、H2= kJ/kg，S2= kJ/(kgK)
解题步骤：
（1）由p1=、t1=484℃h1=3428kJ/kg、s1= kJ/(kgK)
（2）由＜s1，说明作功后乏汽进入了过热蒸气区，即图B的情况（思考，若为图A的情况，如何处理）
（3）由p2=、s2=s1h2=2659 kJ/kg
（4）计算可逆绝热膨胀的轴功W s(R)=h2－h1=2659－3428=－769 kJ/kg
（5）计算透平机实际轴功W s(ac)= W s(R)=(－769)=－kJ/kg
（6）计算实际过程12的终态h2的值
h2－h1=Q+W s(ac)h2=h1+Q+W s(ac)=3428+(－+(－= kJ/kg
（7）确定终态点2的熵s2的值
由p2=、h2= kJ/kg s2= kJ/(kgK)
（8）计算过程12的理想功
W id=H sys－T0S sys=(h2－h1)－T0(s2－s1)=－kJ/kg
（9）计算过程12的损失功
方法1：W L=W s(ac)－W id=－－(－=87 kJ/kg
方法2：W L=T0(S sys+S sur)、S sys=s2－s1= kJ/(kgK) 、
S sur=－Q/T0== kJ/(kgK), W L=+=
（10）计算过程12的热力学效率（T）
T=W s(ac)/W id=－(－=%
（11）计算过程12的热效率（）
=W s(ac)/( h2－h1)=－(－661)=%
2某蒸汽动力循环按朗肯循环工作,锅炉压力为4MPa,产生440℃的过热蒸汽,乏汽压力为
4kPa,蒸汽流量60吨/时，试按理想朗肯循环计算①乏汽的干度;②汽轮机的理论功率;③水在锅炉中吸收的热;④水泵的理论功率;⑤乏汽在冷凝器中放出的热;⑥循环的热效率;⑦循环的汽耗率。
点h(kJ/kg) s(kJ/(kgK)) x
1
2 =s1=
3 0
4 =s3=
5
6 1
v3=0.0010040m3/kg
解:体系——循环工质即水蒸汽,基准——1小时
(一)由题意作出过程示意T-s图,并由水蒸汽表查出图中对应各点的h、s值列表如下:
2点干度x的计算：
∵s2=s1=s6x+s3(1x)
∴x=(s2s3)/(s6s3)=/=
2点焓h2的计算：
h2=h6x+h3(1x)=+(1
=kg
4点的焓h4的计算：
∵w P=h4h3=v3(p1p2)
∴h4=v3(p1p2)+h3=(40004)+= kJ/kg
1．工质吸热量Q1的计算
Q1=m(h1h4)=60103=108 kJ/h
2．乏汽冷凝放热量Q2的计算
Q2=m(h3h2)=60103= 108 kJ/h
乏汽的湿度：1x=1=
3．汽轮机作出的理论功率(计算功率时可不必带“–”) N Tid=m(h1h2)/3600=60103/3600=104 kW
4．泵功率N P=m(h4h3)/3600=60103/3600= kW 5．循环的热效率=－W N/Q1=1043600/108)=% 6．汽耗率SSC=m/N=60103/104=2.943 kg/(kWh)
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》第三版课后习题答案
化工热力学课后答案 第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 封闭体系中有两个相βα, 。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系； 达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对） 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。） 二、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. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 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和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =() 1121T P P R C ig P ??? ? ??--， U =( )11 2 1T P P R C ig P ??? ? ? ?--，H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 C 绝热过程的 W =( ) ???? ????? ? -???? ??--112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，Q = 0 ，U = ( ) ??????????-???? ??-11211ig P C R ig P P P R V P R C ，H =1121T P P C ig P C R ig P ??????????-???? ??。
化工热力学习题集(附答案)复习-(1)
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 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. 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（ ） 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（ ） 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） 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（ ） 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 ( ) （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 ( ) （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。 13. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dln γ2/dX 1 = 0 14. 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）的偏摩尔量。
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
化工热力学习题集(附答案)
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（ ） 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. 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（ ） 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（ ） 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 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。
化工热力学复习题(附答案)
化工热力学复习题 一、选择题 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 超临界流体 过热蒸汽 2. 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 3. 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 ?????????=- ? ? ?????????? 4. 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 =+ 5. 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 。 6. 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。 7. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）r i 是G E /RT 的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 11．下列各式中，化学位的定义式是 ( A ) 12．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是（ A ）。 A. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1 B. d G ___i =RTdln f ^i , 0 lim →p [f ^i /P]=1 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
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 ∑=
化工热力学答案解析
化工热力学第二章作业解答 2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式 解 （1）用理想气体方程（2-4） V ＝ RT P ＝68.3146734.05310 ??＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6） 从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ） 2 2.50.42748c c R T a p ==2 2.56 0.42748(8.314)(190.6)4.610???＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c c RT b p = =6 0.08678.314190.64.610 ???＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106 ＝ 5 8.314673 2.98710 V -?-?－0.553.224(673)( 2.98710)V V -+? 迭代解得 V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 (注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式 673 3.53190.6 r T T Tc === 664.053100.8814.610r P P Pc ?===? 因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。 由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1 B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6 ＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2 ＝0.138 代入式（2-43） 010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTc ω=+=+?= 由式（2-42）得 Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ???? =+=+?= ??? ???? V ＝1.390×10-3 m 3 ·mol -1 2.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算27 3.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3 ·mol －1 所需要的压力。实验值为3.090MPa 。 解： 从附录二查得CO 2得临界参数和偏心因子为 Tc ＝304.2K Pc ＝7.376MPa ω＝0.225
【化工热力学期末考试题一】
化工热力学期末考试题一 （附答案） 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（ ） 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. >()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 （ ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ ） 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. 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（ ） 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. 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（ ） 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（ ） 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 ( ) （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 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。
化工热力学(第三版)课后答案完整版_朱自强
第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1 试分别用下述方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情 况下的摩尔体积id V 为 33168.314(400273.15) 1.381104.05310id RT V m mol p --?+= ==??? （2） 用RK 方程求摩尔体积 将RK 方程稍加变形，可写为 0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ （E1） 其中 2 2.50.427480.08664c c c c R T a p RT b p == 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =, c p =，将它们代入 a, b 表达式得
2 2.5 6-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??==???? 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m mol --??==??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.15 2.9846104.05310 V -?=+?? 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?-??????+? 355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为 3535 20.56335355 331 3.2217(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610673.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?-??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近 似为 3311.39010V m mol --=?? （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RT a V b V b p pV V b pb V b -=+-++-
化工热力学期末考试A卷及答案
化工热力学期末试题（A）卷 2007~2008年使用班级化学工程与工艺专业05级 班级学号姓名成绩 一．选择 1．纯物质在临界点处的状态，通常都是 D 。 A．气体状态 B．液体状态 C．固体状态D．气液不分状态 2．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 B 。 A. 可以解决由于实验的P-V-T数据有限无法全面了解流体P-V-T 行 为的问题。 B．可以解决实验的P-V-T数据精确度不高的问题。 C．可以从容易获得的物性数据（P、V、T、x）来推算较难测定的数据（ H，U，S，G ） D．可以解决由于P-V-T数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的P-V-T的问题。 3．虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。. A 。 A．正确 B．错误 4．甲烷P c=,处在P r=时，甲烷的压力为 B 。 A．B． MPa； C． MPa
5．理想气体的压缩因子Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体 的压缩因子 C 。 A ． 小于1 B ．大于1 C ．可能小于1也可能大于1 6．对于极性物质，用 C 状态方程计算误差比较小，所以在工业上 得到广泛应用。 A ．vdW 方程，SRK ； B ．RK ，PR C ．PR ，SRK D ．SRK ，维里方程 7．正丁烷的偏心因子ω=，临界压力P c = 则在T r =时的蒸汽压为 2435.0101==--ωc s P P MPa 。 A 。 A ．正确 B ．错误 8．剩余性质M R 的概念是表示什么差别的 B 。 A ．真实溶液与理想溶液 B ．理想气体与真实气体 C ．浓度与活度 D ．压力与逸度 9．对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有 A 。 A ．dH = TdS + Vdp B ．dH = SdT + Vdp C ．dH = -SdT + Vdp D ．dH = -TdS -Vdp 10．对1mol 符合Van der Waals 状态方程的气体，有 A 。 A ．(S/V)T =R/(v-b ) B ．(S/V)T =-R/(v-b) C ．(S/V)T =R/(v+b) D ．(S/V)T =P/(b-v) 11．吉氏函数变化与P-V-T 关系为()P RT G P T G x ig ln ,=-，则x G 的状态应该为
化工热力学模拟试题(1)及参考答案解析
第二篇模拟试题与参考答案
化工热力学模拟试题(1)及参考答案 一（共18分） 判断题（每题3分） 1 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小。 ( ) 2 若某系统在相同的始态和终态间，分别进行可逆与不可逆过程，则?S 不可逆>?S 可逆。 ( ) 3 由三种不反应的化学物质组成的三相pVT 系统，达平衡时，仅一个自由度。 ( ) 4 热量总是由TdS ?给出。 ( ) 5 不可逆过程孤立系统的熵是增加的，但过程的有效能是减少的。 ( ) 6 物质的偏心因子ω是由蒸气压定义的，因此ω具有压力的单位。 ( ) 二（共16分） 简答题（每小题8分） 1 Virial 方程()2 11''==+++??????pV Z B p C p RT ()212= =+++??????pV B C Z RT V V 如何证明： B B RT '= 22C B C (RT)-'= 2 水蒸气和液态水的混合物在505K 下呈平衡态存在，如果已知该混合物的比容为3-141cm g ?，根据蒸气表的数据计算混合物的焓和熵。已知在该温度下的饱和水蒸气性质 为： 三（15分） 用泵以756kg h ?的速度把水从45m 深的井底打到离地10m 高的开口储槽中，冬天为了防冻，在运送过程中用一加热器，将-131650kJ h ?的热量加到水中，整个系统散热速度为-126375kJ h ?，假设井水为2℃，那么水进入水槽时，温度上升还是下降？其值若干？假设动能变化可忽略，泵的功率为2马力，其效率为55％（1马力＝735W ）（视为稳流系统）。 四（20分） 一个Rankine 循环蒸气动力装置的锅炉，供给2000kPa ，400℃的过热蒸气透平，其流量-125200kg h ?，乏气在15kPa 压力下排至冷凝器，假定透平是绝热可逆操作的，冷凝器出口为饱和液体，循环水泵将水打回锅炉也是绝热可逆，求：（1）透平所做的功？（2）水泵所做的功？（3）每千克蒸气从锅炉获得的热量？已知2000kPa ，400℃过热蒸气的热力 学性质为：-1H 29452J g .=?，-1-1 S 71271J g K .=??；15kPa 压力下的乏气热力学性质为： 21kg cm -?、27℃压缩到268kg cm -?，并经级间冷却到27℃，设压缩实际功率1224kcal kg -?， 求级间冷却器应移走的热量，压缩过程的理想功、损耗功与热力学效率，设环境温度为27℃。已知甲烷的焓和熵数据如下：
化工热力学答案
第二章 均相反应动力学习题 1. 【动力学方程形式】 有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为: 2 3.66A A dP P dt = 若转化为2 (/.)A kC A r mol hl =形式， 求相应的速率常数值及其单位。 2. [恒温恒容变压定级数] 在恒容等温下，用等摩尔H 2和NO 进行实验，测得如下数据： 总压（MPa ）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s ） 256 186 135 104 67 求此反应级数 3.[二级反应恒容定时间] 4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min 转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？ 4、【二级恒容非等摩尔加料】 溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C 4H 9Br+C 2H 5Na →Na Br+i-C 4H 9 OC 2H 5 (A) (B) (C) (D) 溴代异丁烷的初始浓度为C A0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为C B0=0.0762mol/l,在368.15K 测得不同时间的乙醇钠的浓度为： t(min) 0 5 10 20 30 50 C B (mol/l) 0.0762 0.0703 0.0655 0.0580 0.0532 0.0451 已知反应为二级，试求：（1）反应速率常数；（2）反应一小时后溶液中溴代异丁烷的浓度；（3）溴代异丁烷消耗一半所用的时间。 5. [恒温恒容变压定级数] 二甲醚的气相分解反应CH 3OCH 3 → CH 4 +H 2 +CO 在恒温恒容下进行，在504℃获得如下数据： t （s ） 0 390 777 1195 3155 ∞ Pt ×103（Pa ） 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1