化工热力学

化工热力学1

一．简答题

1 画出理想朗肯循环的T-S 图， 并写出吸热阶段工质所吸收热量的计算公式。

2 写出()()RT b V b V V T a P =-??

???

?++

5

.0方程中()b V V T a +5.0，b 两项各自的含义。

3 若采用普遍化方法估算50℃、条件下

乙炔气体的逸度，采用图1判断使用哪种更合适？

图1 图2

4 写出临界点PVT 之间满足的数学条件，并在图2中标出一条大于临界温度的等温线 参考答案：

1答：理想朗肯循环的T-S 图： 1-4阶段为工质吸热，根据热力学第一定律，所吸收热量 2答：

()

b V V T a

+5

.0……压力校正项，1mol 气体分子产生的内压力 b ……体积校正项，1mol 气体分子本身的体积

3 答：K T C 3.308=, P C =

根据图1判断，应使用普遍化逸度系数图计算

4答：临界点PVT 之间满足的数学条件：

图2 二计算题： （需要的参数，图表附后面）

1 采用普遍化第二维里系数法计算1mol CO

2 在624K 、80atm

的摩尔体积 1(15分).

解：K T C 2.304=, P C =,ω=

2 采用普遍化图表计算氮气在42.5℃、时的压缩因子，摩尔体积及剩余焓

2(17分).

解：K T C 2.126=, P C =,ω=

查三参数普遍化压缩因子图，可以得到03.10

=Z ，30.01

=Z 压缩因子： 04.130.0040.003.11

=?+=+=Z Z Z ω 摩尔体积：mol l mol m P ZRT V / 805.0/1005.810

39.35

.315314.804.1346=?=???==

- 查普遍化焓差图，

68.0)(0'=?c

RT H ，

55.0)(1'-=?c

RT H

14H H H Q H -=?=： 0)(=??=Tc T V

P

0)

(

22=??=Tc

T V

P

大于临界温度的等温线

()c

c c RT H RT H RT H 1

)'('?+?='?ω =＋×（－）＝ 剩余焓：690.4J/mol 0.658126.28.314=??='?H

3.氨的T-S 图上标出冷凝温度为30℃，蒸发温度为-15℃的理想氨压缩制冷循环示意图，并计算该制冷机的制冷系数

4(18分). 解：冷凝温度为30℃，蒸发温度为-15℃的理想氨压缩制冷循环示意图：

本试题附公式：

0422.0083.0B -= 1172.0139.0B -=

T

V T V dT C dH P )([??-+=dV T P dT T C V V )(??+ 查图得：

H 1=340 kcal/kg. H 2=395 kcal/kg, H 5= H 4=77 kcal/kg 该制冷机的78.4340

395773401251=--=--=

H H H H ξ制冷系数

本试题附公式：6

.10422.0083.0r T B -= 2.41172.0139.0r T B -=

dP T

V T V dT C dH P P ])(

[??-+= dP T V dT T C dS P P )(??-= 或 dV T P

dT T C dS V V )(??+=

化工热力学2

一．简答题

1 写出以体积表示的维里方程的形式，并说明维里系数的含义。

2 画出理想朗肯循环的T-S 图， 并写出透平机对外做功的计算公式。

3 若采用普遍化方法估算290K 、条件下

乙烷的逸度，采用图1判断使用哪种更合适？

图1 图2

4 写出临界点PVT 之间满足的数学条件，并在图2中标出一条小于临界温度的等温线 参考答案： 1答： Z ＝

RT PV ＝ΛΛ+++21V

C

V B B ——第二维里系数，表示双分子间的相互作用力 C ——第三维里系数，表示三分子间的相互作用力

2

答：理想朗肯循环的T-S 图：

4-5阶段为透平机做功，根据热力学第一定律：H ?+

2

2

1u ?+Z g ?W Q -=s 附图5

附图6

附图3

附图4

宏观位能和动能变化不大，常忽略不计 即 0≈?Z g ，02

12

≈?u 。 4-5过程为绝热过程即Q=0

因此透平机对外做功：54H H H Ws -=?-=

3

答：K T C 4.305=, P C =

根据图1，使用普遍化逸度系数图计算合适

4

答：临界点PVT 之间满足的数学条件： 图2 二计算题：

1 采用普遍化图表计算氮气在42.5℃、时的压缩因子，摩尔体积 及剩余熵 1(17分).

解：K T C 2.126=, P C =,ω=

查三参数普遍化压缩因子图，可以得到03.10

=Z ，30.01

=Z 压缩因子： 04.130.0040.003.11

=?+=+=Z Z Z ω 摩尔体积：mol l mol m P ZRT V / 805.0/1005.810

39.35.315314.804.13

46=?=???==

- 查普遍化熵差图：

26.0)(0

'=?R

S ，1.0)(1

-='?R

S

()R

S R S R S 1

)'('?+?='?ω=＋×（－）＝ 2 用普遍化第二维里系数法计算正丁烷在460K ，的摩尔体积 2(15分).

解：查附表 0.193 , 80.3 K, 2.425===ωMpa Pc Tc

08.12

.425460===

C r T T T ， 3 在氨的T-S 图上标出冷凝温度为30℃，蒸发温度为-20℃的理想氨压缩制冷循环示意图，并计算

该制冷机的制冷系数

本试题附公式：6

.10422.0083.0r T B -= 2.41172.0139.0r T B -=

： 0)(=??=Tc T V P

0)(22=??=Tc T V

P

小于临界温度的等温线

dP T

V T V dT C dH P P ])(

[??-+= dP T V dT T C dS P P )(??-= 或 dV T P

dT T C dS V V )(??+=

4.(18分).

解：冷凝温度为30℃，蒸发温度为-20℃的理想氨压缩制冷循环示意图：

本试题附公式：

0.0B =T

V T V dT C dH P )([??-+=dV T P V )(??+ 查图得：

H 1=340 kcal/kg. H 2=401 kcal/kg, H 5= H 4=77 kcal/kg 该制冷机的31.4340

401773401251=--=--=

H H H H ξ制冷系数

化工热力学3

一．简答题

1 写出以压力表示的维里方程的形式，并说明维里系数的含义。

2 若采用普遍化方法估算200℃、1MPa 条件下

丙酮的逸度，采用图1判断使用哪种更合适？

图1 图2

3 写出临界点PVT 满足的数学条件，并在图2中标出饱和蒸汽曲线与饱和液相线

4 稳流体系热一律应用于换热器如何简化？分析温度低于环境温度的体系吸热后有效能如何变化 参考答案： 1

答：以压力表示的维里方程的形式：

B '——称为第二维里系数，表示双分子间的相互作用力

C '——称为第三维里系数，表示三分子间的相互作用力

2

答：K T C 2.508=, P C =

附图3

附图4

根据图1，使用普遍化第二维里系数法合适

3

答： 临界点PVT 之间满足的数学条件： 在PV 图上，饱和蒸汽曲线和饱和液相线如下：

4

答：

02

≈ 由此可以得到换热器热力学第一定律的简化形式为： Q H =?

温度低于环境温度的体系吸热后，离基准状态越近，因此有效能降低。 二计算题：

1 采用普遍化第二维里系数法计算氨气在、时的摩尔体积 1(15分).

解：K T C 6.405=, P C =, ω=

2 采用普遍化图表计算正丁烷在, ６Mpa 时的压缩因子, 摩尔体积及剩余焓 2(17分).

解：查附表 0.193 , 80.3 K, 2.425===ωMpa Pc Tc 12

.4252.425===

C r T T T .0 查三参数普遍化压缩因子图，Z 0=, Z 1= 由此21.0)09.0(193.023.010=-?+=+=Z Z Z ω

剩余焓：3 设空气为理想气体，其恒压热容p ＝，在稳流条件下进行绝热不可逆压缩，1T ＝298K ，2T ＝478K ，12/p p ＝4，环境温度为298K 计算此过程的H ?

解： dP T

V

T V dT C dH P P ])(

[??-+=，理想气体0)(=-=??-P R T P RT T V T V P

本试题附公式：6

.10422.0083.0r T B -= 2.41172.0139.0r T B -=

dP T

V T V dT C dH P P ])(

[??-+= dP T V dT T C dS P P )(??-= 或 dV T P

dT T C dS V V )(??+=

附表1 临界常数和偏心因子

： 0(=?=Tc T P

图7：氨的T-S图

化工热力学

《化工热力学》课程综合复习资料 1、在某T , p 下，测得某二元体系的活度系数值可用下列方程表示：122ln (20.5) x x γ=+，211ln (20.5) x x γ=+，i γ为基于Lewis －Randall 规则标准状态下的活度系数。试问，这两个方程式是否符合热力学一致性？ 2、已知氯仿(1)和甲醇(2)组成的二元溶液，在50℃时，各组分的无限稀释活度系数分别为3.21=∞γ，0.72=∞γ，饱和蒸汽压分别为：S p 1= 67.58kPa ，S p 2= 17.63kPa 。请问：(1) 假定该体系服从van Laar 方程，请计算50℃时与x 1=0.3成平衡关系的汽相组成y 1。(2) 在50℃时由纯组分混合形成1mol 上述溶液的ΔG 值。 3、在常压(101.325kPa)下，二元体系氯仿(1)-甲醇(2)恒沸混合物的组成x 1=0.65，其沸点为 53.5℃，如果气相可视为理想气体，液相服从van Laar 方程。并已知纯组分在 53.5℃下的饱和蒸汽压分别为： S p 1= 78.26kPa ，S p 2= 64.53kPa 。 求：(1) van Laar 方程的常数；(2) 53.5℃时与x 1=0.25成平衡关系的汽相组成y 1。 4、某换热器内，冷、热两种流体进行换热，热流体的流率为100kmol.h -1，C p =29 kJ.kmol -1.K -1，温度从500K 降为350K ，冷流体的流率也是100kmol.h -1，C p =29 kJ.kmol -1.K -1，进入换热器的温度为300K ，换热器表面的热损失为87000 kJ.h -1，求该换热器的有效能损失及有效能利用率。设T 0=300K 。 5、 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 cm 3/mol ，在该条件下两种物质的偏摩尔体积分别为1V =90.20 cm 3/mol ， 2V =110.69 cm 3/mol ，求混合溶液体积V 和超额体积V E 分别是多少 cm 3/mol ？ 6、乙醇(1)－苯(2)恒沸混合物的组成x 1=0.448，其在常压(101.325kPa)下的沸点为 68.2℃，如果气相可视为理想气体，液相服从van Laar 方程。并已知纯组分在 68.2℃下的饱和蒸汽压分别为：S p 1= 66.87kPa ，S p 2= 68.93kPa 。求：(1) van Laar 方程的常数；(2) 68.2℃时与x 1=0.3成平衡关系的汽相组成y 1。 7、苯(1)-环己烷(2)恒沸混合物的组成x 1=0.525，其在常压下(101.325 kPa)的沸点为77.4℃，如果气相可视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。并已知纯组分在77.4℃下的饱和蒸汽压分别为：s p 1=93.2 kPa ， s p 2=91.6 kPa 。试求：(1) Van Laar 方程的方程参数。(2) 在77.4℃下与x 1=0.7成平衡的汽相组成y 1。

化工热力学要点纲要

第一章绪论 （1）明确化工热力学的主要任务是应用经典热力学原理，推算物质的平衡性质，从而解决实际问题，所以物性计算是化工热力学的主要任务。 （2）掌握热力学性质计算的一般方法 （3）热力学性质计算与系统有关。大家必须明确不同系统的热力学性质计算与其热力学原理的对应关系，这一点对于理解本课程的框架结构十分重要。 第二章流体的P-V-T关系 （1）应该理解状态方程不仅可以计算流体的p-V-T性质，而且在推算热力学性质中状态方程是系统特征的重要模型。 （2）熟悉纯物质的P-V-T相图及其相图上的重要概念，如三相点、临界点、汽化线、熔化线、升华线、等温线、等压线等容线、单相区、两相共存区、超临界流 体区等。能在p-v图和p-T图中定性表达出有关热力学过程和热力学循环。 （3）掌握由纯物质的临界点的数学特征约束状态方程常数的方法。 （4）理解以p为显函数和以V为显函数的状态方程的形式，以及它们在性质计算中的区别。 （5）能借助于软件用PR和SRK方程进行p-V-T性质计算，清楚计算时所需要输入的物性常数及其来源。对于均相混合物性质的计算，需要应用混合法则，了解 相互作用参数的含义和取值。 （6）理解对应态原理的概念，掌握用图表和三参数对应态原理计算物性的方法，了解偏心因子对应态原理。 （7）能够通过查寻有关手册，估算蒸汽压、饱和气液相摩尔体积、汽化焓等物性，清楚它们之间的关系。 第三章流体热力学性质间的关系 （1）均相封闭系统的热力学原理给出了热力学性质之间的普遍化依赖关系，结合表达系统特征的模型就能获得不同热力学性质之间的具体表达式。在物性推算中 应该明确需要给定的独立变量，需要计算的从属变量，以及从属变量与独立变 量之间的关系式。另外，还必须输入有关模型参数，结合一定的数学方法，才 能完成物性推算。 （2）清楚剩余性质的含义，能用剩余性质和理性气体热容表达状态函数的变化。能够用给定的状态方程推导出剩余性质表达式。 （3）掌握状态方程计算纯物质饱和热力学性质饿原理，这是属于非均相系统性质计算，在计算时需要将状态方程与相平衡准则结合起来。 （4）掌握纯物质的压焓图和温熵图的特征以及相图上的重要的点、线、面。运用压焓图和温熵图定性表达热力学状态、过程和定量计算热力学性质。了解压焓图、 温熵图以及p-V-T相图之间的相互对应关系。 （5）熟练掌握并能运用水的性质表。 （6）了解用热力学性质解析计算方法来制作热力学性质图、表的基本原理。 第四章化工过程的能量分析 （1）稳定流动系统的热力学第一定律与封闭系统是不一样的，常用焓值进行热量衡算，若使用热力学性质图，常使用温熵图和压焓图。 （2）能量的可利用程度或品质高低由有效能来衡量。通过有效能来计算过程的能量

上海大学化工热力学

上海大学研究生化工热力学考试复习题 纤维、淀粉、橡胶等以及许多金属的粉尘很容易引起爆炸与火灾？ 因为这些粉尘，颗粒细小，并且基本均匀混合散发在空气中，颗粒与氧气混合均匀，容易迅速大面积燃烧，产生大量的热气体迅速膨胀，导致爆炸。 为何晴朗天空为蓝色，早晚是红色？ 正午太阳高度大，阳光穿过路程短，仅蓝光被散射，因而天空呈蓝色；早晚阳光斜射，穿过路程长，短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面，阳光红似火，地平线附近呈红色霞光. 为什么一天当中，气温最高值出自午后14时？ 日出前的黎明，日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？ 大气对太阳辐射的散射作用。

在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 因为晴朗的夜晚，天空少云或者无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻。 在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？ 人造烟雾能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可以防御霜冻。 为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的发射作用强的缘故。 塑料大棚和玻璃室温都能够改善农业生产条件，原因？ 城市风对城市大气环境有什么不良影响？ 城市上升的气流把污染物带到郊区，然后通过地面环流回到城市 我们在城市建设中应该采取什么样的对策？ 污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外； 应将卫星城建在城市风环流之外，避免相互污染。 为何江河的入海口处会产生沙洲？ 做豆腐加硫酸钙？ 为什么喝豆浆最好不加红糖？ 相当于胶体遇到电解质溶液，发生沉聚 明矾净水？ 带相反电荷的溶胶有相互聚沉能力。 为什么监测PM2.5？ PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。 为什么胆囊炎的人怕油？ 食物中的油脂进入人体后先被胆汁酸盐乳化，成为极小的乳滴，才容易被肠壁吸收。 乳状液作为化学反应介质有那些优越性？ 反应物分散成小滴后，在每个小滴中反应物数量较少，反应均匀，并且乳状液的

化工热力学复习总结教学提纲

化工热力学复习总结

第一章、绪论 一、化工热力学的目的和任务 通过一定的理论方法，从容易测量的性质推测难测量的性质、从有限的实验数据获得更系统的物性的信息具有重要的理论和实际意义。 化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。 二、1-2化工热力学与物理化学的关系 化工热力学与物理化学关系密切，物理化学的热力学部分已经介绍了经典热力学的基本原理和理想系统（如理想气体和理想溶液等）的模型，化工热力学将在此基础上，将重点转移到更接近实际的系统。 三、热力学性质计算的一般方法 (1)基于相律分析系统的独立变量和从属变量； (2)由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T及组成性质和理想气体等压热容联系起来； (3)引入表达系统特性的模型，如状态方程或活度系数； (4)数学求解。 第2章流体的P-V-T关系 1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。 2.了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。 1.状态方程：在题意要求时使用该法。 ①范德华方程：常用于公式证明和推导中。

②R—K 方程： ③维里方程： 2.普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用。 三参数法： ①普遍化压缩因子法 ②普遍化第二维里系数法 3、Redlich-Kwong（RK）方程 3、Soave（SRK）方程 4、Peng-Robinson（PR）方程 () 22 a0.45724c r c R T T P α =0.0778c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial方程 virial方程分为密度型： 和压力型： 第3章纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系

2015年秋化工热力学-在线考试

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 近期我正在五家渠一家焦化厂甲醇车间进行培训，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CH3CH=CH2，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、光进等编著》中查得丙烯的临界数据为Tc=364.9K;pc=46.0*10-1MPa, 下面是焦化厂给定的丙烯性质数据。 为了计算方便，用excel换算和简单计算得到新的数据如下: 温度 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 压力 atm） 1.401 2.097 3.023 4.257 5.772 7.685 10.046 12.911 16.307 体积 mL/g） 12966 6404 4639 3423 2569 1957 1510 1510 1177 50 20.299 922 （℃）（（ 温度 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 （℃） 温度（K） 233 243 253 263 273 283 293 303 313 压力P 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 1 6.5231 （1*10-1MPa）

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

热力学第三定律的数学表达式为S*（完美晶体，0 K）＝0 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是(T，P一定，偏摩尔性质就一定) 吉布斯函数的定义式为G ＝H －TS 溶液中挥发性溶质在气相中分压力与液相组成的关系符合亨利定律 纯物质临界点时，其对比温度Tr（=1 ） 真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理（高温、低压） 下列不属于高压下影响气体混合物中组分逸度的因素的是：液相组成 总性质用符号表示为Mt 偏摩尔性质的物理意义为在给定的温度、压力和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1mol 的组分i所引起系统的某一热力学性质的增加量 吉布斯相律的表达式是f=C-φ+2 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( 增加) 理想气体模型的基本特征是（分子间无作用力，分子本身无体积） 下列状态方程精度比较正确的是多参数状态方程>立方型状态方程>理想气体状态方程 在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（μ(汽)＞μ(水) ） 焓的定义式为H ＝U ＋PV 隔离系统是指与环境既没有能量交换，又没有物质交换的系统 在温度为T、体积恒定为V?的容器中，内含A、B两组分的理想气体混合物，它们的分压力与分体积分别为pA、pB、VA、VB。若又往容器中再加入物质的量为?nC?的理想气体C，则组分A的分压力pA（不变）? 关于理想溶液，以下说法不正确的是( 符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液) alton分压定律的适用条件是什么实际气体混合物（压力不太高）和理想气体混合物 把200mL的水与100mL的乙醇混合，混合后的溶液中，下列关系成立的是（m-液体的质量、V-液体的体积、ρ-液体的密度）：混合后溶液的质量：m混=m水+m乙醇 对于一均匀的物质，其H和U的关系为（H>U）

化工热力学考试重点终极版

化工热力学 一、重点 1、临界点定义及表达式：维持气液平衡的最高温度和压力点。 c 0T T p V =??? = ? ???、220c T T p V =???= ????。 2、Virial 方程 体积表达式：231pV B C D Z RT V V V = =++++ 压力表达式：231pV Z B p C p D p RT '''==++++ 3、偏心因子的定义及表达式：各种物质在0.7r T =时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar ，Kr ，Xe 的值的偏差，即() 0.7 lg 1.00r s r T p ω==--。 物理意义：偏心因子表征物质的偏心度，即非球型分子偏离球对称的程度。 4、普遍化Virial 系数 普遍化Virial 系数与普遍化压缩因子适用范围 5、Prausnitz 混合规则 6、熵的表达式的推导 第一dS 方程 当(),S S T V =时，则有 因 V V V V Q TdS S C T T T T ???????? === ? ? ?????????? 得 V V C S T T ???= ???? 又 T V S p V T ?????? = ? ??????? 所以 V V dT p dS C dV T T ???=+ ???? 积分得到

第二dS 方程 当(),S S T p =时，则有 因 p p C S T T ???= ???? p T S V p T ?????? =- ? ??????? 所以 p p dT V dS C dp T T ??? =- ???? 积分得到 第三dS 方程 当(),S S p V =时，则有 因为 积分得到 7、焓的表达式推导 利用刚刚导出的三个dS 方程来得到三个dH 方程。 dH TdS Vdp =+ （1） 将第一dS 方程代入（1）式并注意得到 得到第一dH 方程 积分得到 第二dH 方程 积分得到 第三dH 方程 积分得到 8、剩余性质的定义：所谓剩余性质，是气体在真实状态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的热力学性质之间的差额。 式中M 与M*分别为在相同温度和压力下，真实气体与理想气体的某一广度热力学性质的摩尔值，如V 、U 、H 、S 和G 等。 9、普遍化Virial 系数计算剩余熵和焓 10、逸度及逸度系数的定义 对于真实气体，定义逸度i f 。

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。）

化工热力学公式

第一章绪论 热力学是以热力学第一、第二定律及其他一些基本概 念理论为基础，研究能量、能量转换以及与转换有关的物 质性质相互之间关系的科学。有工程热力学、化学热力学、 化工热力学等重要分支。 化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领 域。化工热力学主要任务是以热力学第一、第二定律为基 础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用， 研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件 和状态。 热力学的研究方法，原则上可采用宏观研究方法和微 观研究方法。以宏观方法研究平衡态体系的热力学称为经 典热力学。 体系与环境：隔离体系，封闭体系，敞开体系 第二章流体的P-V-T关系 在临界点C ： 临界点是汽液两相共存的最高温度和最高压力，即临 界温度Tc，临界压力Pc。 纯流体的状态方程(EOS) 是描述流体P-V-T性质的 关系式。由相律可知，对纯流体有： f( P, T, V ) = 0 混合物的状态方程中还包括混合物的组成（通常是摩 尔分数）。 状态方程的应用 （1）用一个状态方程即可精确地代表相当广泛范围内的 P、V、T实验数据，借此可精确地计算所需的P、V、T数 据。 （2）用状态方程可计算不能直接从实验测定的其它热力 学性质。 （3）用状态方程可进行相平衡和化学反应平衡计算。 压缩因子（Z）即:在一定P，T下真实气体的比容与相 同P，T下理想气体的比容的比值. 理想气体方程的应用（1 ）在较低压力和较高温度下可用 理想气体方程进行计算。（2 ）为真实气体状态方程计算 提供初始值。（3 ）判断真实气体状态方程的极限情况的 正确程度，当或者时，任何的状态方程都还原为理想气体 方程。 维里方程式 Virial系数的获取 ( 1 ) 由统计力学进行理论计算目前应用很少 ( 2 ) 由实验测定或者由文献查得精度较高 ( 3 ) 用普遍化关联式计算方便，但精度不如实验测定的 数据 两项维里方程维里方程式Z=PV/RT=1+ B/P （1）用于气相PVT性质计算，对液相不能使用； （2）T2用普遍化B法，直接计算 Vr<2用普遍化Z法，迭代计算 第三章纯流体的热力学性质 四大微分方程: dU=TdS-pdV(3-1) dH=TdS+Vdp(3-2) dA=-SdT-pdV(3-3) dG=-SdT+Vdp(3-4) 斜率 曲率

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化工热力学 一、重点 、临界点定义及表达式：维持气液平衡的最高温度和压力点。 、220c T T p V =?? ?= ????。 、Virial 方程 积表达式：231pV B C D Z RT V V V = =+++ + 力表达式：231pV Z B p C p D p RT '''= =+++ + 、偏心因子的定义及表达式：各种物质在0.7r T =时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar ，Kr ，Xe 的值的偏差，即()0.7lg 1.00r s r T p ω==--。 理意义：偏心因子表征物质的偏心度，即非球型分子偏离球对称的程度。

、普遍化Virial 系数 遍化Virial 系数与普遍化压缩因子适用范围 、Prausnitz 混合规则 、熵的表达式的推导 一dS 方程 (),S S T V =时，则有 V V V V Q TdS S C T T T T ???????? === ? ? ?????????? V V C S T T ???= ????

T V S p V T ?????? = ? ??????? 以 V V dT p dS C dV T T ???=+ ???? 分得到 二dS 方程 (),S S T p =时，则有 p p C S T T ???= ???? p T S V p T ?????? =- ? ??????? 以 p p dT V dS C dp T T ??? =- ???? 分得到

(完整版)天津大学化工热力学期末测试题.doc

化工热力学期末模拟题 一、选择题 1、水处于饱和蒸气状态，其自由度为，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要 个独立状态参数的已知条件。 A、 0 B 、 1 C 、 2 D. 3 2、经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵。 A、增大 B 、减小 C 、不变 D 、可能增大，也可能减小 3、体系中物质 i 的偏摩尔体积V i的定义式为：。 A 、V i [ V i ]T ,v ,n j i B、V i [ V总 ]T , v,n j i n i n i C、V i [ V i ]T , p ,n j i D 、V i [ V总 ]T , p, n j i n i n i 4、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以。 A、提高初压 B 、提高初温 C 、降低排汽压力 D 、采用回热 5、流体（ T1、P1）经节流膨胀后，流体的温度必。 A、不变 B、下降 C、增加 D、前三者都可能。 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。 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、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 8、有一机械能大小为 1000KJ，另有一恒温热源其热量大小为1000KJ，则恒温热源的热火用 机械能的火用。 A、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不能确定 9、冬天要给 -10 ℃房间供热取暖，消耗500Ｗ的功率给房间供热，采用可逆热泵循环、电 热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ A．前者 B. 两者相等 C. 后者 D. 没法比较。 10、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个 可逆过程的工质熵变为20KJ/ （ kg.K ），另一个不可逆过程的工质熵变KJ/ （kg.K ）。 A、大于 20 B、小于20 C、等于20 D、不能确定。

化工热力学 例题 与解答(12)

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 ≠≠? ??? ????=???? ???=,,,,?。 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。 3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。 4. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。 5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。 6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。 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。 8. 对于理想溶液的某一容量性质M ，则__ i i M M =。 9. 理想气体有f=P ，而理想溶液有i i ?? =?。 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。 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。 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。 13. 在常温、常压下，将10cm 3的液体水与20 cm 3的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm 3。 14. 纯流体的汽液平衡准则为f v =f l 。

15. 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 ===,,??。 16. 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 。 17. 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。 18. 二元混合物，当01→x 时，1*1→γ，∞→11γγ，12→γ，∞=2*2/1γγ。 19. 理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。 20. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。 21. 等温、等压下的N 元混合物的Gibbs-Duhem 方程的形式之一是 0ln 0 =??? ? ??∑ =i i N i i dx d x γ。（错。0ln 0 =??? ? ??∑ =j i N i i dx d x γ，N j ~1∈） 等温、等压下的二元混合物的Gibbs-Duhem 方程也可表示成0ln ln * 2 211=+γγd x d x 。 22. 二元溶液的Gibbs-Duhem 方程可以表示成 () () ?? ???????=-==? ? ? ======)1() 0()1()0(210 121111111ln x P x P E x T x T E x x T dP RT V P dT RT H dx 常数常数γγ 23. 下列方程式是成立的：（a ）111 1ln ?ln f f RT G G -=-；(b) 1111ln ln γ+=-x RT G G l l ；(c)v l v l f f RT G G 1111?ln ?ln -=-；(d)???? ??=→1111?lim 1x f f x ；(e)??? ? ??=→110,1?lim 1x f H x Solvent 。 24. 因为E H H =?，所以E G G =?。 25. 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。

化工热力学B(答案)

2015 至 2016 学年第 1 学期 化工热力学 考试试卷B （答案与评分标准） 考试方式： 闭卷笔试 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 一、选择题（本题20分，每题2分） 二、判断题（本题10分，每题1分） 三、填空题（本题10分，每空1分） 1. 8.314，83.14，8.314，1.980 2. 0.243 3. Henry 定律， Lewis-Randall 规则 4. 0.587，0.717 5. 0.334 评分标准：每空1分，除了数字必须完全和以上参考答案相同以外，只要和以上参考答案相近的叙述都可以视为正确答案。 四、计算题（本题50分，每题10分） 1. 一钢瓶的安全工作压力10MPa ，容积为7810cm 3，若装入1000g 的丙烷，且在253.2℃（526.35K ）下工作，若钢瓶问是否有危险？ (注：以PR 方程计算，PR 方程为：) ()(b V b b V V a b V RT p -++--= ，方程的参数a = 793906.842 6 mol cm MPa ??-；b = 56.293 1 cm mol -?。) 解：1000g 丙烷的物质的量为：100044/g n g mol = （2分） 22.73mol = （1分） 3 781022.73cm V mol -= （2分） 31343.60cm mol --=? （1分）

根据PR 方程，253.2℃（526.35K ）下，7810cm 3的钢瓶中装入1000g 的丙烷，其压力应该为： ()()8.314526.35793906.84 343.6056.29343.60(343.6056.29)56.29(343.6056.29)4376.07793906.84793906.8415.23287.31343.60399.8956.29287.31137402.2016172.68RT a p V b V V b b V b = - -++-?=- -?++?-=-=-?+?+ (2分) 10.0610=> （1分） 所以不能安全工作。 （1分） 评分标准：公式和计算方法对但数值略有差错的不扣分；直接代入数据，不写公式且计算正确也得分；仅仅写出公式并罗列数据，但没有计算结果或结果不准确的酌情给分。 2. 三元混合物的各组分摩尔分数分别为0.25，0.3和0.45，在6.585MPa 和348K 下的各组分的逸度系数分别是0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。 解： ?ln ln i i y φφ= ∑ （2分） 0.25ln 0.720.3ln 0.650.45ln 0.910.254=++=- （2分） ()ln ln f P φ= （2分） ln 6.585(0.254) 1.631=+-= （2分） )MPa (109.5=f （2分） 评分标准：公式和计算方法对但数值略有差错的不扣分；直接代入数据，不写公式且计算正确也得分；仅仅写出公式并罗列数据，但没有计算结果或结果不准确的酌情给分。 3. 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kPa p s 06.231=， kPa p s 05.102=。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 ； 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 （2分）

化学工程与工艺专业煤化工

化学工程与工艺专业（煤化工） (专业代码：081101) 一、培养目标 培养德、智、体、美全面发展，适应国家化学工业及其相关领域经济建设需要和国际人才市场需求，以面向煤化学工业为特色，具备扎实的化工专业基础知识和工程实践能力，具有强烈的社会责任感、良好的道德修养、心理素质、创新精神、团队精神、国际视野和管理能力的高级工程技术人才。 二、业务要求 本专业以煤化工为特色，主要学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，掌握一门外国语，能够从事化工生产控制与管理、化工产品研究与开发、化工装置设计与放大等方面工作的工作。 毕业生应达到如下要求： 1．具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德； 2．具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识； 3．掌握工程基础知识和化学工程与工艺专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历；了解化学工程与工艺专业的前沿发展现状和趋势； 4．具备设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析； 5．掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素； 6．掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法； 7．了解与化学工程与工艺专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响； 8．具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力； 9．对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力； 10．具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。 三、主干学科和学位课程 主干学科：化学工程与技术。 学位课程：高等数学、基础外语、大学物理、中国化马克思主义、化工原理、化工热力学，化学反应工程、分离工程、化工传递过程基础、化工过程控制、煤化学、煤化工工艺

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(第三版)陈钟秀课后习题答案

第二章 2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50 C 的容器中产生的压力：（1）理想气 体方程；（2） R-K 方程；（3）普遍化关系式。 解：甲烷的摩尔体积 V=0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数： T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol 3 =0.008 （1）理想 气体方程 P=RT/V=8.314 X 323.15/124.6 10^=21.56MPa (2) R-K 方程 0.4夕74842 190.2 6 4. 6 160 P. 2^2K 0.5mol_ 2 8 314 x 190 6 531 b =0.08664 c =0.08664 6 2.985 10 m mol P c 4.6 汇 10 "V - b~T°'5V V b 3.222 0~5 Z5 Z5 323.15. 12.46 10 12.46 2.985 10 =19.04MPa （3）普遍化关系式 T r =「T c =323. 15 1 90. 6 1. 6V r 5二V V c =124.6 99 = 1.259<2 ???利用普压法计算， Z = z° ?「z 1 此时，P=P c P r =4.6 X .687=21.56MPa 同理，取 乙=0.8975依上述过程计算, 的值。 /? P=19.22MPa 2-2.分别使用理想气体方程和 Pitzer 普遍化关系式计算 510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。已知实验值为 3 1480.7cm 3 /mol 。 解：查附录二得正丁烷的临界参数： T c =425.2K P c =3.800MPa V c =99 cm 3/mol 3 =0193 RT c 8.314 323.15 12.46-2.985 10 ZRT 二 P c P r V PV RT P r 旦 RT 4.6 106 12 .46 10\“.2133P r 8.314 323.15 迭代：令 Z o = 1T P r0=4.687 又 Tr=1.695 , 0 1 查附录三得：Z =0.8938 Z =0.4623 0 1 Z =Z Z =0.8938+0.008 0.4623=0.8975 直至计算岀的相邻的两个 Z 值相差很小，迭代结束，得 Z 和P