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第六章蒸汽动力循环和制冷循环一、选择题(共43小题,43分)
1、(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
2、(1分)节流效应T-P图上转化曲线是表示的轨迹。
B. μ <0A.μ =0
C. μ>0
3、(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
4、(1 分)14. 节流效应T-P图上转化曲线是表示的轨迹。
A. μ =0
B.μ <0
C.μ>0
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
μ>
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μ>0 ,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
A. 冷量增加,功耗不变
B. 冷量不变,功耗减少
C.冷量减少,功耗减小
D.冷量增加,功耗增加
20、(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。
21、(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。
22、(1分)某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中固冷却介质改变,比原冷凝压力下得饱和温度低了5℃,则循环获得的
A冷量增加,功耗增强B冷量不变,功耗减小
C冷量减小,功耗降低D冷量增加,功耗不变
23、(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
24、(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。
25、(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 μ>0 ,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。
26、 (1分)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 ( )。
A. 可逆的
B. 不可逆的
C.不可能的
27、 (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 28、 (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
A. 冷量增加,功耗不变
B. 冷量不变,功耗减少
C.冷量减少,功耗减小
D.冷量增加,功耗增加
29、 (1分)某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中固冷却介质改变,比原冷凝压力下得饱 和温度低了 5℃,则循环获得的
A 冷量增加,功耗增强
B 冷量不变,功耗减小
C 冷量减小,功耗降低
D 冷量增加,功耗不变
30、(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
31、(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
32、(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 33、 (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 34、(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
35、(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 36、(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
℃; ℃; ℃; ℃。 37、 (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 μ>0 ,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
38、(1 分) 某真实气体流过节流阀,其参数变化为 (
)。 A.△S =0 B.△ T =0 A .锅炉加热锅炉进水
冷凝器加热冷凝水 B .回热加热器加热锅炉进
水
过热器再加热 D )较低的临介温度 ℃;
℃; ℃; ℃。
C.△H=0
D.△U=0
39、(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
40、(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
41、(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
42、(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μ>0,经节流膨胀后,气体温度才会降低。
(C) 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大,适合大、中型气体液化,后者适合普冷循环,小型深冷。
(D) 节流膨胀在汽液两相区、液相区均可用,设备简单,操作方便,等熵膨胀使用时不能有液滴,设备
复杂。
(E) 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。
43、(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μ>0,经节流膨胀后,气体温度才会降低。
(C) 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大,适合大、中型气体液化,后者适合普冷循环,小型深冷。
(D) 节流膨胀在汽液两相区、液相区均可用,设备简单,操作方便,等熵膨胀使用时不能有液滴,设备
复杂。
(E) 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。
二、填空题(共2小题,2分)
1、(1 分) 工业上常用的两种制冷循环是和。
三、判断题(共2小题,2分)
1、(1 分) 冬天,使室温由10℃升至20℃,空调比电加热器更省电。()
2、(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。()
四、名词解释(共2小题,2分)
1、(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
2、(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
五、简答题(共3小题,16分)
1、(5分)理想朗肯Rankine循环有哪四个设备组成简述该循环的工作原理(必要时可以画图说明)。
2、(6 分)简述氨压缩制冷循环主要步骤和设备(可用图说明)
六、计算题(共21小题,265分)
1、(18 分)有一氨压缩制冷循环装置,其制冷量为80000kJ/hr。氨的蒸发温度是
243K,经可逆绝热压缩后,冷凝至303K ,过冷到298K,再经节流阀节流后,回蒸
发器。请:
(1)在T-S图上表示此循环过程;4分)(
(2)计算压缩机消耗的功率(kw )(4分);
(3)计算制冷系数;4分)(
(4)如压缩过程不是可逆绝热压缩,等熵效率η=,其余条件不变,试计算压
缩机消耗的功率(kw)和此装置制冷系数,并在(1)的T-S图上标出此过程。(6 分)
已知压缩机进出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg,凝器出口过冷氨的冷焓是540kJ/kg.
2、(20 分)设一制冷能力(冷冻量)为50000kJ/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;(5分)
(2)每小时制冷剂的循环量(5分)
(3)压缩机功耗;(5分)
(4)循环制冷系数。(5分)
(已知压缩机进口处氨的焓为1644kJ/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kg.)
3、(12 分)设一制冷能力(冷冻量)为41800kJ/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1644kJ/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kg.)
5、(13 分)(13分)设有一制冷能力(冷冻量)为41800kJ/h的氨冷冻循环装置,蒸发温度-15 ℃,冷凝温度25℃,过冷度为5℃。假设压缩机可逆绝热运行,膨胀为节流(等焓)过程。求:1)在T-S图上表示此循环过程;2)每小时制冷剂的循环量;3)压缩机功耗;
4)循环制冷系数。(已知压缩机进出口处氨的焓分别为1644kJ/kg,1866kJ/kg ,冷凝
器出口过冷氨的焓是kg.)
6、(12分)(12分)在T-S图上画出下列各过程所经历的途径(注明起点和方向),并说明过程特点:如Δ G=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)。
7、(8 分)某人称其设计了一台热机,该热机消耗热值为42000kJ·kg的燃料30kg·h,可以产生的输出功率为170kW。该热机的高温与低温热源分别为670K和330K。试判断此热机是否合理
8、(12 分)某动力循环的蒸汽透平机,进入透平的过热蒸汽为,400℃,排出的气体为饱和蒸汽,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%。
9、(12 分)有一氨压缩制冷循环装置,制冷量为100000kJ/hr。的蒸发温度是243K,其氨经可逆绝热压缩后,冷凝至303K,过冷到298K, 再经节流阀节流,回蒸发器。试计算:
1)在T-S图上表示此循环过程;
(2)每kg氨制冷量;
(3)单位时间制冷剂的循环量和压缩机理论功率(kw );
(4)制冷系数。
已知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 。10、(12分)(12分)在T-S图上画出下列各过程所经历的途径(注明起点和方向),并说明过程特点:如Δ G=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)。
11、(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243K,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)
12、(10分)在25℃时,某气体的P-V-T可表达为PV=RT×+ 10 P,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
13、(12分)将典型的蒸汽压缩制冷循环的T-S图分别在P-H图和H-S图上表示出来。
14、(12分)某蒸汽压缩制冷循环,制冷量Q为3×10 kJ·h,蒸发室温度为- 15℃,冷凝器用水冷却,进口为8℃。若供给冷凝器的冷却水量无限大时,计算制冷循环消耗的最小功为多少如
果冷凝器用室温(25℃)空气冷却时,其消耗的最小功又是多少
15、(8分)实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程,为何采用节流阀而不用膨胀机如果用膨胀机,请在T-S图上标出哪些面积代表膨胀机回收的功
16、(10分)20.某压缩制冷装置,用氨作为制冷剂,氨在蒸发器中的温度为- 25℃,冷却器中的
压力为,假定氨进入压缩机时为饱和蒸汽,而离开冷凝器时为饱和液体,每小时制冷量Q为× 10kJ ·h。求:(1)所需的氨流率;
(2)制冷系数。
17、(12分)21 .有一氨压缩制冷机组,制冷能力Q为×10 KJ·h,在下列条件工作:蒸发温度为- 25℃,进入压缩机的是干饱和蒸汽,冷凝温度为20℃,冷凝过冷5℃。
试计算:
(1)单位重量制冷剂的制冷能力;
(2)每小时制冷剂循环量;
(3)冷凝器中制冷剂放出热量;
(4)压缩机的理论功率;
(5)理论制冷系数。
18、(12分)22 .压缩机出口氨的压力为,温度为50℃,若按下述不同的过程膨胀到,试求经膨胀后氨的温度为多少
(1)绝热节流膨胀;
(2)可逆绝热膨胀。
19、(16分)某蒸汽动力循环操作条件如下:冷凝器出来的饱和水,由泵从加压至进入锅炉,蒸汽离开锅炉时被过热器加热至280℃。
求:(1)上述循环的最高效率。(2)在锅炉和冷凝器的压力的饱和温度之间运行的卡诺循环的效率,以及离开锅炉的过热蒸汽温度和冷凝器饱和温度之间运行的卡诺循环的效率。
(3)若透平机是不可逆绝热操作,其焓是可逆过程的80%。
求此时的循环效率。
20、(12 分)23. 用简单林德循环使空气液化。空气初温为17℃,节流膨胀前压力P为10MPa,节
流后压力P为,空气流量为· h(按标准状态计)。求:
(1)理想操作条件下空气液化率和每小时液化量;
(2)若换热器热端温差为10℃,由外界传入的热量为· kg,向对液化量的影响如何空气的比热Cp 为·kg·K。
参考答案
一、选择题(共43小题,43分)
1、(1 分)C
2、(1 分)A
3、(1 分)C
4、(1 分)A
5、(1 分)D
6、(1 分)C
7、(1 分)B
8、(1 分)B
9、(1 分)A
10、(1
分
11、(1
分)B
12、(1
分)B
13、(1
分)A
14、(1
分)A
15、(1
分
16、(1 分)A
17、(1 分)D
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 ,
北京化工大学2016——2017学年第一学期 《化工热力学》期末考试试卷 班级: 姓名: 学号: 任课教师: 分数: 一、(2?8=16分)正误题(正确的画√,错误的画×,标在[ ]中) [√]剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。 [×]Virial 方程中12B 反映了不同分子间的相互作用力的大小,因此120B =的气体混合物,必定是理想气体混合物。 [√]在二元体系中,如果在某浓度范围内Henry 定律适用于组分1,则在相同的浓度范围内,Lewis-Randall 规则必然适用于组分2。 [×]某绝热的房间内有一个冰箱,通电后若打开冰箱门,则房间内温度将逐渐下降。 [×]溶液的超额性质数值越大,则溶液的非理想性越大。 [×]水蒸汽为加热介质时,只要传质推动力满足要求,应尽量采用较低压力。 [×]通过热力学一致性检验,可以判断汽液平衡数据是否正确。 [×]如果一个系统经历某过程后熵值没有变化,则该过程可逆且绝热。 二、(第1空2分,其它每空1分,共18分)填空题 (1)某气体符合/()p RT V b =-的状态方程,从 1V 等温可逆膨胀至 2V ,则体系的 S ? 为 21ln V b R V b --。 (2)写出下列偏摩尔量的关系式:,,(/)j i E i T p n nG RT n ≠???=?????ln i γ,
,,(/)j i R i T p n nG RT n ≠???=??????ln i ?, ,,(/)j i i T p n nG RT n ≠???=?????i μ。 (3)对于温度为T ,压力为P 以及组成为{x}的理想溶液,E V =__0__, E H =__0__,/E G RT =__0__,ln i γ=__0__,?i f =__i f __。 (4)Rankine 循环的四个过程是:等温加热(蒸发),绝热膨胀(做功),等压(冷凝)冷却,绝热压缩。 (5)纯物质的临界点关系满足0p V ???= ????, 220p V ???= ???? ,van der Waals 方程的临界压缩因子是__0.375__,常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。 二、(5?6=30分)简答题(简明扼要,写在以下空白处) (1)简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度(假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体)。 剩余焓: ①通过线性插值,从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值; ②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓vap H ?(饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓); ③通过00()T ig ig ig p p T H C dT C T T ?=≈-? 计算理想气体的焓变; ④通过R ig vap H H H H ?=-?-?得到剩余焓。 逸度: ①通过线性插值,从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据G H TS =-得到Gibbs 自由能(,)G T p ; ②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵,计算得到Gibbs 自由能0(,)ig G T p ;
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。)
化学化工学院《化工热力学》课程考试试题(A 卷) 2013-2014学年 第一学期 班级 时量120分钟 总分100分 考试形式:闭卷 一、填空题(24分,每空1.5分) 1、写出热力学基本方程式dU= ;dA = 。 2、几个重要的定义公式: A= ; H= ;G=__________。 3、对理想溶液,ΔH=_______,ΔS=________。 4、热力学第一定律的公式表述(用微分形式): 。 5、等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________+0ln 11=γd x 。 6、化工热力学研究的主要方法包括: 、 、 。 7、以压缩因子表示的三参数对应态原理的关系式: 。 8、朗肯循环的改进的方法: 、 、 。 二、选择题(每个2分,共22分,每题只一个选择项是正确答案) 1、纯物质的第二virial 系数( ) A 、仅是温度的函数 B 、是温度和压力的函数 C 、 是温度和体积的函数 D 、是任何两强度性质的函数 2、泡点的轨迹称为( ) A 、饱和汽相线 B 、汽液共存线 C 、饱和液相线 3、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A 浓度的减小而减小,则B 的偏摩尔体积将随A 浓度的减小而( ) A 、增加 B 、减小 C 、不变 D 、不一定 4、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 、γi 是G E /RT 的偏摩尔量。 5、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是( )。 为混合物的逸度)) (; ; ; L2V1V2L1L2 L1V2122f f f D f f f f C f f f f B f f f f A V L V L V L V (????).(????)(????).(=======11 6、关于偏摩尔性质,下面说法中不正确的是( ) A 、纯物质无偏摩尔量。 B 、T 与P 一定,偏摩尔性质就一定。
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 ??????????-???? ??。
泰山学院课程考试专用 泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与 工艺专业本科2007~2008学年第一学期 《化工热力学》试卷A (试卷共8页,答题时间120分钟) 一、 判断题(每小题1分,共15 分。请将答案 填在下面的表格内) 1、只要温度、压力一定,任何偏摩尔性质都等于化学位。 2、对于确定的纯气体来说,其维里系数B 、C 、……只是温度的函数。 3、孤立体系的熵总是不变的。 4、当过程不可逆时,体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。 5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时,体系的自由度为2。 6、理想溶液中所有组分的活度系数均为1。 7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相,露点线表示的是饱和液相。 8、二元组分形成恒沸物时,在恒沸点体系的相对挥发度等于1。 9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高,则反应的标准焓变化0H ?为负值。 10、纯物质的平衡汽化过程,其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。 11、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。 12、对于理想溶液的某一容量性质恒有0i i M M =。 13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低,相同数量的电能和热能来说,电 能的做功能力大于热能。 14、无论以Henry 定律为基准,还是以Lewis-Randall 规则为基准定义标准态 逸度,混合物中组分i 的活度和逸度的值不变。 15、逸度与压力的单位是相同的。
二、填空题(1-5题每空1分,6-11题每空2分,共25分) 1、在相同的初态下,节流膨胀的降温效果 (大于/小于) 等熵膨胀的降温效果。 2、恒温恒压下,吉布斯-杜亥姆方程为 (以i M 表示)。 3、形成二元溶液时,当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时, 形成正偏差溶液,正偏差较大的溶液具有最 的沸点。 4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同/不 同)的。 5、当过程的熵产生 时,过程为自发过程。 6、当化学反应的温度不发生变化时,对体积增大的气相反应,增大压力,反 应进度 ,加入惰性气体反应进度 。 7、已知平衡压力和液相组成,用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温 度时,在假设的温度下算出1i y <∑,说明假设的温度 , 应 ,重新计算,直到1i y =∑。 8、正丁醇(1)和水(2)组成液液平衡系统,25℃,测得水相中正丁醇的摩 尔分数为0.00007,而醇相中水的摩尔分数为0.26,则水在水相中的活度系数为 ,水在醇相中的活度系数为 。 9、某换热器内,冷热两种流体进行换热,热流体的流率为 -1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从500K 降为350K,冷流体的流率 也是-1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从300K 进入热交换器,该换热器表面的热损失-187000kJ h Q =-?,则冷流体的终态温度t 2= K,该换热过程的损耗功W L = kJ/h 。设300K T Θ=,冷热流体的压力变化可以忽略不计。
中国石油大学(北京)远程教育学院 期 末 考 核 《 化工热力学 》 一、请学生运用所学的化工热力学知识,从以下给定的题目中选择至少选择2个题目进行论述:(总分100分) 1.教材中给出了众多的状态方程,请根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择一个状态方程、对其PVT 关系的计算准确度进行分析,并提出改进的方向和意见。 丙烯的PVT 状态分析 近期我正在中海石油中捷石化甲醇车间进行培训,在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂,在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。 丙烯的理化学性质:丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体,分子式为CH 3CH=CH 2,分子量为42.08,沸点-47.7℃,熔点为-185.25℃,其密度为空气的 1.46倍,临界温度为91.8℃,临界压力为4.6Mpa ,爆炸极限为 2.0~11%(vol ),闪点为-108℃。(因此,丙烯在贮藏时要特别小心,如果发生泄漏,因为它比空气重,积聚在低洼处及地沟中,如在流动过程中遇到火星,则极易引起爆炸,酿成严重后果。) 选择用R-K 状态方程计算对液态丙烯的PVT 关系计算准确度进行分析,从《化工热力学、陈光进等编著》中查得丙烯的临界数据为Tc=364.9K;p c =46.0*10-1 MPa, 下面是中海石油中捷石化给定的丙烯性质数据。 温度 (℃) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
为了计算方便,用excel 换算和简单计算得到新的数据如下: R-K 方程:() b v v T a b v RT p +--=5.0 () 2 5.0665 .25.223409.16106.49.3643146.842748.042748.0-???=???==mol K Pa m p T R a c c () 1356107145.5106.49.3643146.808664.008664.0--??=???==mol m p RT b c c 由上表又知道摩尔体积v ,故根据R-K 方程,用excel 可分别计算得到各温度下的压力值P 1: 压力 (atm ) 1.401 2.097 3.023 4.257 5.772 7.685 10.046 12.911 1 6.307 20.299 体积 (mL/g ) 12966 6404 4639 3423 2569 1957 1510 1510 1177 922 温度 (℃) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 温度(K ) 233 243 253 263 273 283 293 303 313 323 压力P (1*10-1MPa ) 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 1 6.5231 20.5680 摩尔体积v (1*10-5m 3/mol) 54560.928 26948.032 19520.912 14403.984 10810.352 8235.056 6354.080 6354.080 4952.816 3879.776 温度 (℃) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 压力P (1*10-1MPa ) 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 1 6.5231 20.5680 计算压力 P 1(1*10-1MPa) 1.0288 2.1706 3.1182 4.3903 6.0679 8.2505 11.0602 11.4412 15.1467 19.9288
模拟题一 一.单项选择题(每题1分,共20分) 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( ) 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 T 温度下的过冷纯液体的压力P ( ) >()T P s <()T P s = ()T P s T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( ) >() T P s <() T P s =() T P s 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 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( ) 第三virial 系数 第二virial 系数 无穷项 只需要理想气体方程 液化石油气的主要成分是( ) 丙烷、丁烷和少量的戊烷 甲烷、乙烷 正己烷 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( ) 饱和液摩尔体积 饱和汽摩尔体积 无物理意义 偏心因子的定义式( ) 0.7lg()1s r Tr P ω==-- 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- 1.0 lg()s r Tr P ω==- 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 ????????? =- ? ? ?????????? 关于偏离函数MR ,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 =+ 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 。 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。 二元溶液,T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX2 = 0 b. X1dln γ1/dX 2+ X2 dln γ2/dX1 = 0 c. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX1 = 0 d. X1dln γ1/dX 1– X2 dln γ2/dX1 = 0 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。 16 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:( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 17.下列各式中,化学位的定义式是 ( ) 18.混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。 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
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
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。
一、 单项选择题(每题1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( ) 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。 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 = B 0ωB 1 B .B = B 0 ω + B 1 C .BP C /(RT C )= B 0 +ωB 1 D .B = B 0 + ωB 1 3.下列关于G E 关系式正确的是( )。 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 4.下列偏摩尔自由焓表达式中,错误的为( )。 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 ≠? ???????=-,, 5.下述说法哪一个正确? 某物质在临界点的性质( ) (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。 6.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( )。 A. 饱和汽相线,饱和液相线,汽液共存区 B.汽液共存线,饱和汽相线,饱和液相区 C. 饱和液相线,饱和汽相线,汽液共存区 7.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。 8.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 。 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 9.可以通过测量直接得到数值的状态参数是 。 A 、焓 B 、内能 C 、温度 D 、 熵
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
本科生期末考试试卷统一格式(16开): 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:20 年 月 日) 学院 专业 班 年级 学号 姓名 一、 简答题(共8题,共40分,每题5分) 1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。 答:封闭系统的热力学第一定律:W Q U +=? 稳流系统的热力学第一定律:s W Q Z g u H +=?+?+?22 1 2. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义,并写出舍项维里方程的 混合规则。 答:第二维里系数B 代表两分子间的相互作用,第三维里系数C 代表三分子间相互作用,B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关;舍项维里方程的混合规则为:∑∑===n i n j ij j i M B y y B 11,() 1 ij ij ij cij cij ij B B p RT B ω+= ,6.10 422.0083.0pr ij T B - =,2 .41 172.0139.0pr ij T B -=,cij pr T T T =,()()5 .01cj ci ij cij T T k T ?-=,cij cij cij cij V RT Z p = ,()[]3 3 1315.0Cj ci cij V V V +=,
()cj ci cij Z Z Z +=5.0,()j i ij ωωω+=5.0 3. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。 答:逸度定义:()i i i f RTd y p T d ?ln ,,=μ (T 恒定) 1?lim 0=??? ? ??→i i p py f 逸度系数的定义:i i i py f ??=φ 4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。 答:剩余性质:是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差,即:()()p T M p T M M id ,,-='?;超额性质:是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差,即: id m m M M -=E M 5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算? 答:烃类混合物可以近似看作是理想混合物,于是在汽液平衡基本表达 式中的1=i γ,i v i φφ=?,在压力不高的情况下,Ponding 因子近似为1,于是,汽液平衡表达式化简为:v i s i s i i i id i p p x y K φφ==。由该式可以看出,K 值仅仅与温度和压力有关,而与组成无关,因此,可以永K 值法计算烃类系统的汽液平衡。 6. 汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么? 答:根据逸度系数的计算方程,需要选择一个同时适用于汽相和液相的状态方程,且计算精度相当。这种方程的形式复杂,参数较多,计算比较困难。