化工热力学综合复习资料分析

《化工热力学》课程综合复习资料

一、乙腈(1)和乙醛(2)在87.0kPa ，80℃时混合形成等分子蒸汽混合物，已知B 11= - 2.619m 3/kmol ，B 22=- 0.633m 3/kmol ，δ12= - 4.060m 3/kmol 。请计算混合物中组分1和2的逸度1?f 和2?f 。 解：由附录2查得，乙腈(1)和乙醛(2)的T c ， p c ，按Kay 氏混合规则计算混合物的临界参数，即可得出T rp ， p rp 的值, 查图2-14可知数据点位于曲线之上，故可采用普遍化第二维里系数法计算。(也可以不判断使用范围)

)(?ln 1222111δφy B RT

p +==-0.1077 )(?ln 1221222δφy B RT

p +==-0.0488 ∴ 8979.0?1=φ 9523.0?2

=φ 混合物中组分逸度为：

kPa p y f 06.39??111==φ

kPa p y f 43

.41??222==φ

二、甲醇(1)和甲乙酮(2)在337.3K 和1.013×105Pa 下形成恒沸物，其恒沸组成x 1为0.842，并已知在337.3K 时甲醇和甲乙酮的饱和蒸气压分别为Pa p s 4110826.9?=，Pa p s 4210078.6?=。如气相可视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。试计算

(1) Van Laar 方程的方程参数。(2)由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值。

解：(1) 由于汽相可视为理想气体，而液相为非理想溶液

∴ s i i i i p x p y γ= 对恒沸点 s i i p p /=γ

031.126.983.10111===

s p p γ

667.178.603.10122===s p p γ 计算Van Laar 方程的参数

524.0ln ln 1ln 2

1122112=???? ??+='γγγx x A

888.0ln ln 1ln 2

2211221=???? ?

?+='γγγx x A

(2) 由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值： []111222()ln()ln()ln()i i i i i i G x G G RT x x RT x x x x γγγ?=-==+∑∑

= -925.1 J/mol

三、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？

解：利用Gibbs-Duhem 方程进行检验，若表达式符合热力学一致性，则应满足

∑x i dln γi =0

对二元系，有

0ln ln 2211=+γγd x d x 0ln ln 1

22111

=+dx d x dx d x γγ 由题知 22

1112ln ln x dx d dx d --=-=γγ 11

22ln x dx d +=γ )2()2(ln ln 12211

22111x x x x dx d x dx d x ++--=+γγ)(212x x -= 上式只有在x 1=x 2时才等于0，所以这两个方程不符合热力学一致性。

四、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=0.3成平衡的汽相组成y 1。

解：(1) 由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液

∴ 汽液相平衡关系为：s i

i i i y p x p γ= 对恒沸点有 i i y x = ∴/s i i p p γ=

11101.325 1.08793.2s p p γ=

== 22101.325 1.10691.6

s p p γ=== 计算Van Laar 方程的方程常数

365.0ln ln 1ln 2

1122112=???? ?

?+='γγγx x A 370.0ln ln 1ln 22211221=???? ?

?+='γγγx x A (2) x 1=0.3时，两组分的活度系数为 1803.07.0370.03.0365.01365.01ln 2222111212

1=??? ????+=???

? ??''+'=x A x A A γ 03267.03.0365.07.0370.01370.01ln 11222121

2=??? ????+=???? ??''+'=x A x A A γ

∴ 198.11=γ

033.11=γ ∵

1111s y p x p γ= 2222s y p x p γ= ∴ 11122s

s p x p x p γγ=+=99.73 kPa

∴ 汽相组成为：336.073

.992.93198.13.01111=??==p p x y s γ

五、在某一固定T , p 下，测得某二元体系的活度系数值可用下列方程表示： )25.0(ln 1221x x +=γ，

)25.1(ln 2212x x -=γ，请问这两个表达式是否满足Gibbs-Duhem 方程？

解：由恒温恒压下的Gibbs-Duhem 方程 ∑=0ln i i d x γ

对二元系，有 0ln ln 1

22111=+dx d x dx d x γγ ∵ 32

22122125.2)25.0(ln x x x x -=+=γ 31

21221225.0)25.1(ln x x x x +-=-=γ ∴ 2222

11165ln ln x x dx d dx d +-=-=γγ 2111

26ln x x dx d +-=γ )6()65(ln ln 211222211

22111x x x x x x dx d x dx d x +-++-=+γγ 0)(66122121=++-=x x x x x x

∴ 题给的两个表达式满足Gibbs-Duhem 方程

六、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。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。

解：(1) 由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液

∴ VLE 时有：s i i i i p x p y γ= 对恒沸点有

i i x y = ∴s i i p p /=γ 515.187

.66325.10111===s p p γ

470.193

.68325.10122===s p p γ 计算Van Laar 方程的方程常数

907.1ln ln 1ln 2

1122112=???? ?

?+='γγγx x A 355.1ln ln 1ln 22211221=???? ?

?+='γγγx x A

(2) x 1=0.3时，两组分的活度系数为 7420.01ln 222111212

1=???? ?

?''+'=x A x A A γ 1918.01ln 211222121

2=???? ??''+'=x A x A A γ

∴ 100.21=γ

211.12=γ ∵

s p x p y 1111γ= s p x p y 2222γ= ∴ s s p x p x p 222111γγ+==100.56 kPa

∴ 汽相组成为：419.01111==p

p x y s γ

七、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：)25.0(ln 12

21x x +=γ，)25.1(ln 2212x 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？

解：利用Gibbs-Duhem 方程进行检验，若表达式符合热力学一致性，则应满足

∑=0ln i i d x γ

对二元系，有 0ln ln 1

22111=+dx d x dx d x γγ ∵ 3222122125.2)25.0(ln x x x x -=+=γ

31

21221225.0)25.1(ln x x x x +-=-=γ ∴ 2222

11165ln ln x x dx d dx d +-=-=γγ 2111

26ln x x dx d +-=γ )6()65(ln ln 211222211

22111x x x x x x dx d x dx d x +-++-=+γγ 0)(66122121=++-=x x x x x x

∴ 题给的两个方程符合热力学一致性。

八、已知某二元恒沸混合物的组成x 1=0.75，其在常压下(101.325 kPa)的沸点为95℃，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95℃下的饱和蒸汽压分别

为：s p 1=88 kPa ， s p 2=60 kPa 。试求(1) Van Laar 方程的方程参数。(2)由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值。

解：(1) 由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液

∴ 汽液相平衡关系为：s i

i i i y p x p γ= 对恒沸点有 i i y x = ∴/s i i p p γ=

151.188

325.10111===s p p γ 689.160325.10122===

s p p γ 计算Van Laar 方程的方程常数：

x 1=0.75，x 2=0.25

7071.0ln ln 1ln 2

1122112=???? ??+='γγγx x A 7075.1ln ln 1ln 2

2211221=???? ??+='γγγx x A

(2) 由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值： []111222()ln()ln()ln()i i i i i i G x G G RT x x RT x x x x γγγ?=-==+∑∑ = －996.9 J/mol

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 , 0lim →p [f ^ i /P]=1 C. dG i =RTdln f ^i , 0lim →p f i =1 ； D. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p f ^ i =1 13． 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ B ） A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B ．偏摩尔焓等于化学位 C ．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位 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

化工热力学复习题 1、等熵膨胀后的温度一定是。 2、汽轮机出口压力下降，会使朗肯循环的效率 3、在相同温度区间工作的制冷循环，以逆卡诺循环的制冷系数为（最大、最小、不定） 4、在制冷循环中，所用的装置有，， 5、理想气体的微分节流效应系数（Joule-Thomson系数）等于，这也意味着节流前后理想气体的温度（降低、升高、不变，不确定）。 6、理想气体节流膨胀后，节流效应系数μH效应。 7、在相同温度区间工作的蒸汽动力循环，以卡诺循环的热效率为（最大、最小、不定）。 8、消耗外功，实现热由低温区向高温区传递的逆向循环中，维持低于环境温度操作的叫循环，维持高于环境温度操作的叫循环或循环。 9、为提高朗肯循环热效率可采用： 11、朗肯循环由以下几个部分构成：。 12、节流膨胀是：。 13、热泵是指 14、制冷是将体系的温度降低到的操作。 三、名词解释 1、制冷 2、节流膨胀 3、干度 4、自由度 四、作图及简答 1、改进朗肯循环的途径有哪些？ 2、请画出朗肯循环的示意图，并画出其在温熵图上的表示？ 3、μJ的变化对截流后温度的变化有何影响？ 4、试述蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响？ 5、画出双级复叠式制冷循环的实物图，指明设备的名称，并在TS图上作出制冷循环示意图 6、选择制冷剂应满足什么要求？ 7、简述吸收制冷循环的过程并画流程图 8、简述复叠式制冷循环的特点。 9、影响朗肯循环热效率的主要因素是什么？为什么回热循环能提高循环的热效率？ 10、卡诺循环中，冷热源温差越大，制冷系数是越大还是越小，为什么？ 11、选择制冷剂时要求制冷剂在大气压力下沸点要低，为什么？

五、计算题 1、某制冷机中采用氨做制冷剂，以25℃的饱和液体进入节流阀，离开阀的温度为-20℃，试求：（1）节流过程的有效能损失。（2）当节流过程中制冷剂从环境吸收4.2kJ/kg热量时，有效能的损失。设P0=0.1Mpa,T0=27℃For NH3 4、蒸气动力循环中锅炉产生的蒸汽压力为60×105Pa，温度为500℃，该蒸汽经节流做绝热膨胀后压力降至40×105 Pa,然后进入汽轮机作可逆绝热膨胀到排气压力0.06×105 Pa.（1）画出T-S图、H-P图（2）乏汽的干度（3）气轮机对外做的功（4）热力学效率 5、某柴油机的功率为35KW，该机热力循环的最高热源温度为1800K，低温热源温度为300K，每Kg柴油燃烧后放热为42705KJ，试求柴油的最低消耗量。如果实际循环的热效率为相应卡诺循环的40%，则柴油消耗量为多少？ 6、朗肯循环中水蒸气进气轮机的蒸气压力为50×105Pa，温度为360℃，乏气压力为0.1×105 Pa,为减少输出功率，采用锅炉出口的水蒸气先经过节流阀适当降压再送进气轮机膨胀作功，如果要求输出的功量降至正常情况的84%，问节流后进气轮机前的蒸汽状态？画出T-S 图 已知：P=50×105Pa, T=360℃时H=3188.7kj/kg,S=7.666 kj/kg.k P=0.1×105Pa时，饱和液体的H=191.83 kj/kg, S=0.6493 kj/kg.k 饱和蒸汽的H=2584.7 kj/kg, S=8.1502 kj/kg.k 7、朗肯循环中水蒸气进气轮机的蒸气压力为7000 kPa，温度为550℃，乏气压力为20 kPa, 汽轮机和泵的效率均为0.75，要求输出功率为100000 kW。 1）作出理想朗肯循环和实际朗肯循环TS图2）计算该循环的热效率3）确定蒸汽流量（吨/小时）

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 , 0lim →p [f ^ i /P]=1 C. dG i =RTdln f ^i , 0lim →p f i =1 ； D. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p f ^ i =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

化工热力学复习题及答案 ()

《化工热力学》课程模拟考试试卷 A 开课学院：化工学院，专业：材料化学工程 考试形式： ，所需时间： 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 写T ，错的写F) 1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 。 (A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 。 (A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 。 (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。 4．对于流体混合物，下面式子错误的是 。 (A) lim i i i x M M ∞→=(B)i i i H U pV =+ (C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G = 5．剩余性质R M 的概念是表示什么差别的 。 (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 6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。 (A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态 (D) 气液不分状态 7．关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是( )。

化工热力学复习总结材料

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 a 0.45724c r c R T T P α= 0.0778 c 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 dU TdS pdV =- H=U+PV dH TdS Vdp =+ A=U-TS dA SdT pdV =-- G=H-TS dG SdT Vdp =-+ Maxwell 关系式 S V T P V S ?????? =- ? ??????? S P T V P S ?????? = ? ??????? V T P S T V ??????= ? ??????? P T V S T P ?????? =- ? ??????? 转换公式： 1Z X Y X Y Z Y Z X ??????? ??=- ? ? ?????????? 3.2计算H ?和S ?的方法 1.状态方程法： P P V dH C dT V T dP T ?? ???=+- ???????? P P C V dS dT dP T T ???=- ???? 2.剩余性质法： ①普遍化压缩因子图 ()()0 1 R R R T C C C H H H RT RT RT ω =+ ()()0 1 R R R T S S S R R R ω = +

化工热力学复习资料讲解

1、化工热力学的研究方法：宏观研究方法 微观研究方法。 2、热力学体系：孤立体系（无物质无能量） 封闭体系（无物质 有能量） 敞开体系（有物质 有能量）。 3、体系 环境：在热力学分析中，将研究中涉及的一部分物质（或空间）从其余物质（或空间）中划分出来。其划分出来部分称为体系，其余部分称为环境。 4、状态函数：描述体系所处状态的宏观物理量成为热力学变量（状态函数）。常用的状态函数有压力、温度、比容、内能、焓、熵、自由焓等。 5、循环：体系经过一系列的状态变化过程后，最后由回到最初状态，则整个的变化称为循环。分为正向循环和逆向循环。 6、临界点：气化线的另一个端点是临界点C ，它表示气液两相能共存的最高压力和温度，即临界压力c p 和临界温度c T 。 7、临界点的数学表达式：临界等温线在临界点上的斜率和曲率都等于零。数学上表示为 0=??? ????=c T T V p （2-1） 022=???? ????=c T T V p （2-2） 8、直线直径定律：当以饱和液体和饱和蒸气密度的算术平均值对温度作图时，得一近似的直线。 9、纯物质的p-V-T 图：P 5 10、理想气体状态方程：RT pV = （2-4） 式中，p 为气体压力；V 为气体摩尔体积；T 为绝对温度；R 为通用气体常数 8.314J/(mol ·K) 11、范德华方程（van der Waals 方程）： 2V a b V RT p --= （2-5） 其中c c p T R a 642722=；c p RT b 8=。 12、R-K 方程： ) (5.0b V V T a b V RT p +--= （2-6） 其中c c p T R a /42748.05.22=;c c p RT b /08664.0=。

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

期末复习题化工热力学

中国石油大学（北京）远程教育学院 《化工热力学》期末复习题 一、单项选择题 1关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是__________________。 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。 2. 甲烷F C=4.599MPa,处在R=0.3时，甲烷的压力为_________________ 。 A. 15.33MPa B . 2.7594 MPa；C . 1.3797 MPa 3. 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 _______ o A.小于1 B .大于1 C .可能小于1也可能大于1 4. _________________________________ 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 , 1 B 、1，1 C 、2，1 D. 1 ，2 5. 剩余性质M的概念是表示什么差别的 A.真实溶液与理想溶液B C?浓度与活度D 6. 纯物质在临界点处的状态，通常都是 A.气体状态 B .液体状态.理想气体与真实气体 .压力与逸度 C .固体状态 D .气液不分状态

7. 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.正确 B .错误

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

化工热力学复习题.doc

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（

化工热力学与传质学总复习题

化工热力学与传质学复习题 一、问答题 1． 什么是剩余体积？ 2． 什么是逸度和逸度系数，逸度的物理意义？ 3． 什么是偏摩尔性质？怎样定义？ 4． 什么是吉布斯-杜亥姆方程？ 5． 何谓理想溶液？非理想溶液？ 6． 何谓活度和活度系数？ 7． 何谓超额性质？ 8． 什么是正规溶液，无热溶液？ 9． 何谓相平衡？如何判断相平衡？ 10． 何谓溶解度？ 11． 何谓亨利定律？并说明其应用范围。 12． 何谓整体流动速度和扩散速度？在计算扩散通量时，使用那个速度？ 13． 给出斐克第一定律和第二定律的定义？ 14． 何谓热扩散？如何计算双组分混合物内由于热扩散引起的扩散通量？ 15． 何谓对流传质？写出对流传质的扩散速率方程。 16． 写出舍伍德数的定义式，并说明其物理意义。 17． 怎样用雷诺类比获得湍流时的对流传质系数？ 18． 何谓双膜理论，给出双膜理论的几个论点。 二、计算题 1． 按下列方法计算460K 和1.52?103kPa 正丁烷的摩尔体积。 （1） 理想气体定律； （2） Berthlot 维里方程； （3） 普遍化式??? ? ??-+-=2.46.1172.0139.0422.0083.0r r c c T T RT Bp ω； （4） 具有试验常数的维里方程 21V C V B Z ++= (B=-265cm 3/mol,C=30250cm 6/mol 2) 已知正丁烷物性：p c =3.75?103kPa, T c =425.2K,ω=0.193 2． 试确定van der Waals 和redlich-Kwong 方程中的常数a 和b 。 3． 试用对比态法和状态方程法计算逸度系数。 4． 证明每一个关联溶液各摩尔热力学性质的方程式都对应一个关联溶液中某一组分I 的相应偏摩尔性质的方程式。 5． 已知一双元体系H 2(1)-C 3H 8(2),y 1=0.208(摩尔分数)，其体系压力和温度为p=3197.26kPa,T=344.75K 。使应用RK 状态方程计算混合物中氢的逸度系数。测得1^φ的实验值为1.439。C 的物性列于下表：

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. : 3. 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 。 4. 1MPa=106Pa=10bar==。 5. 1kJ=1000J== cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 6. 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. & 2. 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。） 3. 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。） 4. 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。）

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 =4.599MPa,处在P r =0.6时，甲烷的压力为 B 。 A ．7.665MPa B ．2.7594 MPa ； C ．1.8396 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．正丁烷的偏心因子错误!未找到引用源。=0.193，临界压力P c =3.797MPa 则在T r =0.7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 C 。