化工热力学考试复习题.docx

1、化工热力学考试复习题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Z1。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

2、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 _ps(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）；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

3、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Tc=405.6K，pc=11.28MPa, Vc=72.5cm3/mol，=0.250。RK方程中a=0.42748R2Tc2.5/pc，b=0.08664 RTc/pc。Virial方程中B(0)=0.0830.422/ Tr1.6；B(1)=0.1390.172/ Tr4.2。解：3、试分别用下列三种方法求出400、4.053MPa下甲烷气体的摩尔体积。(1) 用理想气体方程；(2) 用RK方程；(3) 用Virial方程截断式(1-38)，其中的第II Viria

4、l系数用Pitzer的普遍化关联式(1-42、1-43)计算。解：4、将压力为2.03MPa温度为477K条件下测量的的压缩到，若温度为448.6K，则其压力为若干?分别用下述方法计算：(1) Van der Waals方程；(2) Redlich-Kwong 方程；(3) Peng-Robinson方程；(4) 普通化关系式。解：5、试用下列方法计算473.15 K、1.013MPa的异丙醇蒸气V与Z值。已知异丙醇的Virial系数实验值、。(1) 理想气体状态方程；(2) ；(3) 解：6、在50、60.97 MPa时由0.401(摩尔分率)的氮气和0.599(摩尔分率)的乙烯组成混合气体

5、，试用下列4种方法计算混合气体的摩尔体积。已知实验数据求出的。(1) 理想气体方程；(2) Amagat定律和普遍化压缩因子图；(3) 虚拟临界常数法(Kay规则)；(4) 截至第II项的Virial方程。解：7、试估算氨 在293K下蒸发前后体积的变化量。已知：氨在293 K下的蒸气压为。解：8、估算150时乙硫醇的液体摩尔体积。已知实验值为。乙硫醇的物性为、，。20时乙硫醇的饱和液体密度为。解：9、已知正常流体的饱和燕气压可以用经验方程：表示，其中p的单位为MPa，T的单位是K，试推导出该流体偏心因子表达式。化工热力学标准化作业二一、是否题（正确划号，错误划号，并写清正确与错误的原因）1、

6、热力学基本关系式dH=TdS+Vdp只适用于可逆过程。2、当压力趋于零时，M(T,p)-Mig(T,p)0（M是摩尔容量性质）。3、纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTdlnf。4、当p0时，f /p。5、吉氏函数与逸度系数的关系是G(T,p)Gig(T,p=1)=RTln。6、对于一均相系统，等于。二、填空题1、一气体符合p(V-b)=RT的状态方程从V1等温可逆膨胀到V2，则系统的S为_。2、理想气体状态的逸度系数等于_。3、以吉布斯函数表示的汽液平衡准则是_。4、以逸度表示的纯物质的汽液平衡准则是_。5、以逸度系数表示的纯物质的汽液平衡准则是_。三、计算题1、压力是3MPa的

7、饱和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝（可忽视液体水的体积）？已知水的性质表。解：2、 (1) 分别用PR方程和三参效对应状态原理计算，312K的丙烷饱和蒸气的逸度；(2) 分别用PR方程和三参数对应态原理计算312K、7MPa丙烷的逸度；(3) 从饱和气相的逸度计算312K、7MPa丙烷的逸度。设在17MPa的压力范围内液体丙烷的比容为，且为常数。解：3、试用普遍化方法计算丙烷气体从378K、0.507MPa的初态变化到463K、2.535MPa的终态时过程的和值。已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为： ，式中T用K表示，表示。解：4、试用Virial方

8、程截断式(1-39)推导出描述某气体的、与的表达式。解：5、选择合适的普遍化关联方法计算1 kmol丁二烯-1,3从2.53MPa，127压缩到12.67MPa、227时的、和。已知：丁二烯-1,3的、,，理想气体的等压热容解：化工热力学标准化作业三一、是否题（正确划号，错误划号，并写清正确与错误的原因）1、偏摩尔体积的定义可表示为。2、对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。3、对于理想溶液所有的超额性质均为零。答：4、系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。5、理想气体有f =p，而理想溶液有。6、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

9、积之和，总内能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。7、因为GE（或活度系数）模型是温度和组成的函数，故理论上与压力无关。8、纯流体的汽液平衡准则为。9、混合物系统达到汽液平衡时，总是有，。10、理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。4-10、理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。11、符合Lewis-Randall规则的溶液称为理想稀溶液。12、符合Henry规则的溶液称为理想溶液。二、填空题1、已知某二元系统的则对称归一化的活度系数是_。2、由混合物的逸度的表达式知，的状态为系统温度、p=_的纯组分i的理想气体状态。3、常温、常

10、压下二元液相系统的溶剂组分的活度系数为（，是常数），则溶质组分的活度系数表达式是_。4*、偏摩尔性质的定义式为_，其含义为_。5、若溶液性质(M)为lnf，则其偏摩尔性质()为_，二者间的关系式为_。6、若溶液性质(M)为ln，则其偏摩尔性质()为_，二者间的关系式为_。7、若溶液性质(M)为GE/RT，则其偏摩尔性质()为_，二者间的关系式为_。8、超额性质的定义是_。9、当M=V，U，H，Cv，Cp时，Mig=_。10、当M=S时，Mig=_。11、当M=A，G时，Mig=_。12、在温度、压力一定时，二元混合物的偏摩尔性质可以用摩尔性质来表达，分别是=_；=_。三、计算题1、298.15

11、K，若干NaCl（B）溶解于1kg水（A）中形成的溶液的总体积的关系为Vt=1001.38+16.625nB+1.773nB3/2+0.119nB2(cm3)。求nB=0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔体积。解：2、常压下的三元气体混合物的，求等摩尔混合物的。解：3、三元混合物的各组分的摩尔分数分别为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：4、采用合适的方法和合理的假设计算下列甲醇(1)水(2)系统的组分逸度（a）p=10325Pa，T=81.48，y1=0.582的汽相；（b）p=10325Pa，T

12、=81.48，x1=0.2的液相。已知Antoine方程lnps=AB/(C+T)，甲醇的常数为A=9.4138，B=3477.90，C=40.53；水的常数为A=9.3876，B=3826.36，C=45.47。液相符合Wilson方程，其模型参数是12=0.43738，21=1.11598。解：5、采用合适的方法和合理的假设计算p=16.39kPa，T=308.15K时下列甲醇(1)水(2)系统的组分逸度（a）y1=0.7559的气体混合物；（b）x1=0.3603的液体混合物。已知Antoine方程lnps=AB/(C+T)，甲醇的常数为A=9.4138，B=3477.90，C=40.5

13、3；水的常数为A=9.3876，B=3826.36，C=45.47。液相符合Wilson方程，其模型参数是12=0.43738，21=1.11598。解：6、已知环己烷(1)-苯(2)系统在40时的超额吉氏函数是GE/RT=0.458x1x2和p1s=24.6，p2s=24.3kPa，求1，2，。解：7、在T、P为常数时，曾有人推荐用下面一对方程来表示二元系偏摩尔体积数据：式中：a、b只是温度和压力的函数，试问从热力学角度考虑，上述方程是否合理？解： 8、在293.2K，0.1013MPa时，乙醇(1)-水(2)所形成的溶液，其体积可以用下式表示：将乙醇和水的偏摩尔体积 表示为浓度 x2的函数

14、，纯乙醇，纯水的摩尔体积和无限稀释下两者的体积。解： 9、某二元溶液的过量Gibbs函数模型为GE/RT=Ax1x2,其中A仅为温度的函数，试求(1)基于LewisRandall规则的活度系数模型； (2)溶液的组分逸度模型；(3) lnf L模型。解：化工热力学标准化作业四一、是否题（正确划号，错误划号，并写清正确与错误的原因）1*、一个由N个组分组成的汽液两相系统，在一定的温度、压力下达到平衡，则该两相平衡系统的基本的强度性质变量为N个。2、在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。3、能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。4*、Gibbs-Duhem方程是

15、混合物中各组分的偏摩尔性质的约束关系，不仅能检验偏摩尔性质的模型，而且，在相平衡数据的检验和推算中也有很重要的作用。5*、混合物的相变过程与纯物质的情形有所不同，如在等压条件下，混合物的相变过程一般是变温过程，而纯物质是等温过程。6、在二组分汽液两相平衡系统中，若真实系统偏离理想系统的程序较大，以致于在泡点线上产生极值点，称为沸腾点。二、填空题1、二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3，在一定的温度和压力下，组分1的逸度系数等于0.9381，组分2的逸度系数等于0.8812，则此时混合物的逸度系数为_。2、关系式适用的条件是_。3、关系式适用的条件是_。4、关系式适用的条件是_。5、汽液平衡数据

16、的一致性检验的方法一般有两种，即_和_。化工热力学标准化作业五一、填空题1、在敞开系统中，根据能量守恒原理，进入系统的能量=离开系统的能量+_。2、系统与环境交换的总功包括轴功和_。流动功。3、轴功是指_；流动功是指_。4、熵增原理的内容是_。5、稳定流动状态指的是_。二、计算题1、某厂有一输送92热水的管道，由于保温不良，致使用时水温下降至67，试求水温降低过程的热损失与损耗功。设环境温度为25，已知水的定压热容为4.1868kJ/kgK。解：2、某厂有一输送90热水的管道，由于保温不良，致使用时水温下降至70，试求水温降低过程的热损失与损耗功。设环境温度为25，已知水的定压热容为4.1868kJ/kgK。解：3、某理想气体(分子量为28)在1089K、0.7091MPa下通过一透平机膨胀到0.1013MPa，透平机的排气以亚音速排出。进气的质量流量为，输出功率为4.2kW，透平机的热损失为。透平机进、出口连接管的内径为0.0160m，气体的热容为(设与压力无关)。试求透平机排气的温度及速度。4、求海水淡化最小功。原料为含3.5%的海水，产品为纯水，温度都是室温25，已知实验测得25海水和纯水饱和蒸气压分别3098.1Pa和3167.2Pa，海水的渗透压为3049.9kPa。