20142015 第一學(xué)期化工熱力學(xué) 4

1、化工熱力學(xué)試卷一、填空題（每題2分）1. 正丁烷的偏心因子=0.193，臨界壓力pc=3.797MPa，在Tr=0.7時的蒸汽壓為_ MPa2. 混合物的逸度與純組分逸度之間的關(guān)系是_3. 剩余性質(zhì)實質(zhì)相同的溫度和壓力下_熱力學(xué)性質(zhì)之差；超額性質(zhì)是指_熱力學(xué)性質(zhì)之差4. 氣體從高壓到低壓作絕熱可逆膨脹時T_,S_，理想氣體流過節(jié)流閥時，T_,S_5. 由熱力學(xué)第二定律可知，過程的不可逆性越大，過程的熵產(chǎn)S_，損耗功WL_ 2、 選擇題（每題2分）1. 在90，1atm下，苯（1）甲苯（2）汽液平衡系統(tǒng)可以視為完全理想體系，此條件下蒸汽壓ps1=1.343atm，ps2=0.535atm，則汽液

2、平衡組成x1,y1分別是（ ）A.0.576;0.773 B.0.773;0.576 C.0.424;0.227 D.0.227;0.4242.熵產(chǎn)S是由_而引起的A. 體系與環(huán)境間熱量交換 B.體系與外界功的交換C.體系內(nèi)部的不可逆性 D.體系與外界的物質(zhì)交換3.冬天要給寢室供熱取暖，消耗500Wh的電量，采用可逆熱泵循環(huán)（空調(diào)），電熱器兩種供熱方式，哪種供熱量多？（ ） A. 熱泵 B.兩者相等 C.電熱器 D.有爭議，無法比較4.下面哪種做法不利于提高朗肯循環(huán)熱效率？（ ）A. 提高汽輪機進汽溫度 B.提高汽輪機進汽壓力C.提高汽輪機出汽壓力 D.抽出汽輪機部分蒸汽用于加熱鍋爐供水5.對

3、于無熱溶液，下列各式成立的是_A.SE=0,VE=0 B.SE=0,AE=0 C.GE=0,AE=0 D.HE=0,GE=-TSE6.苯（1）環(huán)己烷（2）在303K，0.1013MPa下形成x1=0.3的溶液，此條件下V1=89.96cm3/mol, V2=109.4cm3/mol,1=91.25cm3/mol,2=109.64cm3/mol,溶液的超額體積為_cm3/mol.7.化工熱力學(xué)中有各種狀態(tài)方程，如RK方程，理想氣體狀態(tài)方程，vdW方程，SRK方程，PR方程，請為它們的計算準(zhǔn)確性排序（ ）A. RKPRSRKvdW理想氣體狀態(tài)方程B. PRSRKRKvdW理想氣體狀態(tài)方程C. PR

4、vdWSRKRK理想氣體狀態(tài)方程D. SRKPKPRvdW理想氣體狀態(tài)方程8.下列關(guān)于逸度的說法不正確的是（ ）A. 逸度可稱為校正壓力 B.逸度就是物質(zhì)從系統(tǒng)中逃逸趨勢的量度C.逸度表達了真實氣體對理想氣體的偏差D.逸度課代替壓力，使真實氣體的狀態(tài)方程變?yōu)閒v=nRT9.立方型狀態(tài)方程有多種形式，其中對摩爾體積V的三次展開式中，若解得V有三個實根，則最大的根表示（ ）A. 氣相摩爾體積VV B.液相摩爾體積VLC.無實際物理意義 D.氣相摩爾體積與液相摩爾體積之和10.下列化工熱力學(xué)研究特點的說法不正確的是（ ）A. 研究體系為實際狀態(tài)B. 處理方法以理想狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)加以校正C. 解釋微觀本

5、質(zhì)及其產(chǎn)生某種現(xiàn)象的內(nèi)部原因D. 應(yīng)用領(lǐng)域是解決工程中的能量利用及平衡問題三、計算題（每題15分）1.某二組元液體混合物在298K和1.0133105Pa下的焓可用下式表示：式中H單位為Jmol。試確定在該溫度、壓力狀態(tài)下（a）用x1表示1和2；（b）純組分焓H1和H2的數(shù)值；（c）無限稀釋下液體的偏摩爾焓1 和2的數(shù)值。2.試將以下形式的RK方程改寫成普遍化形式，并計算在300K，3.704MPa時異丁烷的摩爾體積式中h=B/Z , B=bp/RT , A/B=a/bRT1.5 ，a和b為RK方程參數(shù)。（參考熱力學(xué)數(shù)據(jù)：，）3. 已知某含組分1和2的二元溶液的GE/RT=BX1X2，B可視為

6、常數(shù)，50下達汽液平衡時能形成共沸物，現(xiàn)測得50下1=14.7,P1S=0.0174MPa, P2S=0.0667MPa，汽相可視為理想氣體。試求：（1）ln1和ln2表達式（以Xi為變量）（4分）（2）常數(shù)B值（3分）；（3）50下恒沸點組成和平衡蒸汽總壓（即平衡壓力）（7分）；（4） G表達式（以Xi為變量）（4分）。4.某一蒸汽動力循環(huán)裝置，鍋爐壓力為4MPa，冷凝器工作壓力為0.004MPa。進入透平機的是過熱蒸汽，溫度為500。（1） 若此循環(huán)為理想郎肯循環(huán)，試求循環(huán)的熱效率和汽耗率。（2） 若過熱蒸汽通過透平機進行實際的不可逆絕熱膨脹過程，排出乏汽的干度為0.92，試求此實際過程的

7、郎肯循環(huán)的熱效率和汽耗率。（參考熱力學(xué)數(shù)據(jù)：4MPa、500過熱蒸汽 0.004MPa乏汽 ）四、論述題（10分）有人說，學(xué)好化工熱力學(xué)的首要問題是突出課程的一條主線Gibbs函數(shù)G，談?wù)勀銓@個觀點的認(rèn)識。 參考答案一、1. 0.24352. lnf=Sxiln(fi/xi) 3. 真實氣體與理想氣體 真實溶液與理想溶液 4. 05. 越大 越大二、ACACD ABDAC三、1. 解：（1）因為：故：又：所以：求微分：故： （2）將x1=1及x1=0分別代入上式，得純組分焓H1和H2。（3） 和 是指在x1=0及x1=1時的 及將 代入上式，得：將 代入上式，得：2、 解： 得 分別將B及A

8、/B值代入題給形式的RK方程，則 可得 令得 3、解：（1）ln1 =BX2 2, ，ln2=BX1 2（2）（3）恒沸時X1=Y1,X2=Y2,和與聯(lián)立求解得 =0.01973+0.05918=0.07891Mpa（4）4、該過程在T-S圖上如下圖所示.1狀態(tài)：高壓水，4Mpa，水近似不可壓縮4狀態(tài)：過熱蒸汽，4Mpa，5005狀態(tài)：乏汽，0.004Mpa 設(shè)狀態(tài)5乏汽的干度為x，則 解得x=0.828對焓有6狀態(tài)： 若為理想郎肯循環(huán)： 45過熱蒸汽可逆絕熱膨脹過程，軸功為 56乏汽冷凝，放熱 61飽和水升壓過程，泵耗功 且 由于泵耗功很少，可忽略不計。 14水吸熱成過熱蒸汽，吸熱量 理想循環(huán)效率 汽耗率 若過程為不可逆絕熱膨脹：蒸汽在透平機中絕熱膨脹至5狀態(tài)，由乏汽的干度可求出5狀態(tài)焓值。這時循環(huán)效率為實際汽耗率 4、 參考答案; Gibbs函數(shù)是貫穿于化工熱力學(xué)課程的一條主線。熱力學(xué)性質(zhì)計算中引入了剩余Gibbs函數(shù)和過量Gibbs函數(shù)，