(完整版)[化工熱力學]考試卷(附答案)

1、西南科技大學網絡教育學院（2017） / （2018）學年第2學期試題單A卷課程名稱:化工熱力學專業(yè)班級:命題教師：蔣琪英學生姓名:號:成績:第3頁共7頁考試時間:單選題（ 每題2分，共15題，共30分,只有一個符合題意的答案。多選、錯選、不選均不得分卜列各小題備選答案中,）1.對于化工熱力學的核心問題，以下表達最正確的是（）A.熱力學性質的計算、物性參數(shù)的測量B.能量的合理利用、過程方向性和限度C.用能過程的經濟性D.相平衡或過程的方向與限度2.純物質p V圖臨界等問線上臨界點的特性是A.B(3cC.2("0，(3)TTc"tc20,Tc03.T溫度下的過熱蒸汽的壓力p

2、()。A.>pS(T)C.= PS(T)4.（相小匕（而小乂湎加）。等于（）。A.C.5.（國OB.D.根據偏摩爾性質的定義和特征，下列選項正確的是（）A. InI 'ln(旦),lnYifYi ln(-)YiB. Inln(?)lny ln(f)C. InnYi lnj)YiB.< PS(T)D.不能判斷Yi ln( ?)ii 0D. ln?i T - ) Yi ln( J),ln Yi6. 關于理想溶液的物理特征說法中，不正確的是（）。A.混合時沒有嫡變，即 AS=0B.分子結構相似，大小一樣，分子間的作用力相同C. 混合時沒有熱效應D. 混合時沒有體積效應7. 關于

3、Henry 定律，正確的是（）。A. 適合于理想溶液的溶質和溶劑B. 僅適合于溶質C. 適合于稀溶液的溶質組分D. 階段適合于稀溶液的溶劑8 .某封閉系統(tǒng)經歷一不可逆過程，系統(tǒng)所做功和排出的熱量分別為100J和45kJ,問系統(tǒng)的熵（）。A. 等于零B. 大于零C. 小于零D. 不能確定9 .過熱蒸汽通過絕熱可逆膨脹，對外做功為Ws,過程的理想功是 Wid,則（）。A. Ws 大于 WidB. Ws 小于 WidC. Ws等于WidD.不能確定10. 單元操作的經濟性分析中，功耗費用和下列（）有關。A. 損耗功B.理想功C. 環(huán)境溫度D.有效能11. 關于節(jié)流膨脹與做外功的絕熱膨脹的說法，其中錯

4、誤的是（）。A. 在相同的條件下，絕熱膨脹比節(jié)流膨脹產生的溫度降大，且制冷量也大；B. 絕熱作功膨脹和節(jié)流膨脹適用于任何氣體C. 絕熱作功的膨脹主要用于大、中型設備，特別是用于深冷循環(huán)中D. 節(jié)流膨脹在任何制冷循環(huán)中都使用。12. 工作在 -20 和30之間的制冷機的最大制冷系數(shù)和工作在相同條件下的熱泵的最大制冷系數(shù)分別為（）。A 5.06 ， 6.06B.6.06 ， 5.06C.6.06 ，6.06D.5.06， 5.0613. a 3兩相達到平衡，系統(tǒng)的熱力學性質表達錯誤的是（）。A. 壓力相等B. 逸度相等C. 溫度相等D. 吉布斯自由能G相等14. 有關平衡及平衡移動的說法錯誤的是（

5、）。A. ? H°>0, Tf, KTB. ?H0<0, T T, KJC. 改變反應物的濃度，平衡常數(shù)也隨之會改變D. T一定時，對有氣體參與的反應，增加壓力，平衡向減小此改變的方向移動，但平衡常 數(shù)不變。15. 關于相平衡，錯誤的有（）。A. 各相中某組分i 的化學位相等B. 各相中某組分i 逸度相等C.等溫時可用Gibbs-Duhem方程來檢驗平衡時實驗數(shù)據的熱力學一致性 D.熱力學一致性是檢驗實驗數(shù)據的充分條件。二、填空題2 （ 每題3分，共10題，共30分）16 .偏心因子的定義（），其含義（）。17 .純物質的臨界等溫線在臨界點的斜率和曲率均為零，數(shù)學上可以表

6、示為（）和（）。18 .狀態(tài)方程p （V-b） =RT的剩余烙和剩余嫡分別（）和（）。19 .乙皮時在描述p- V- T關系時采用（），Vr<2時采用（）描述p- V- T關系。20 .液態(tài)溶液逸度的標準態(tài)有兩種，分別是 （）和（）。21 .二元混合物的次含的表達式為H=H1x1+H2X2+ax1X2,則H1 = （） , H2=（）。（由偏摩爾性質的定義求得）22 .敞開體系中引起嫡改變的原因有兩個：一是和環(huán)境進行（）；二是過程為（）。23 .合理用能原則有（）和（）24 . Rankine循環(huán)的四個過程：等壓加熱蒸發(fā)、絕熱膨脹做功過程、（）和（）。25 .熱泵的作用是將（）提高到能夠

7、被（），達到重新用于工業(yè)生產或人工取暖的目的。三、判斷分析題（ 每題1分，共20題，共20分）26 .由于分子間相互作用力的存在，實際氣體的摩爾體積一定小于同溫同壓下的理想氣體的摩爾體積，所以，理想氣體的壓縮因子Z=1,實際氣體的壓縮因子 Z<1。27 .氣體混合物的 Virial系數(shù)，如B、C,是溫度和組成的函數(shù)。28 .純物質的三相點隨所處的壓力或溫度的不同而改變。29 .用一個相當精確的狀態(tài)方程，就可計算所有的均相熱力學性質隨著狀態(tài)的變化。30 .系統(tǒng)經歷一絕熱可逆過程，其嫡沒有變化。31 .在同一溫度下，純物質的上&和液體與飽和蒸汽Gibbs函數(shù)相等。32 .當壓力趨于零

8、時，M （T, p） - Mig （T, p） = 0 （M是摩爾容量性質）。33 .對理想溶液的某一容量性質M,有Mi= Mi o34 .在常溫、常壓下，將10cm3的液體水與20cm3的液體甲醇混合后， 其總體積為30cm3。35 .系統(tǒng)混合過程的性質變化與該系統(tǒng)相應的超額性質是相同的。36 .流體在管道流動時，當流經閥門、孔板等設備，由于局部阻力，使流體壓力顯著降低 的過程。37 .穩(wěn)定流動過程的能量積累為零，嫡的積累為零。38 . Carnot循環(huán)的制冷系數(shù)與所用工質性質無關，僅取決于高溫和低溫熱源的溫度。39 .任一實際過程進行后，總有效能總是減小的。40 .為了提高Rankine循

9、環(huán)熱效率，可采取無限提高進入透平機蒸汽的壓力和溫度。41 .為了提高Rankine循環(huán)熱效率，可采取無限降低氣輪機的泛氣溫度。42 . 一定壓力下，純物質的泡點溫度和露點溫度是相同的，且等于沸點。43 . Virial方程Z=1+ （ Bp/RT）結合一定的混合規(guī)則后，也能作為EOS法計算氣液平衡的模型。44 .化學平衡常數(shù)在低壓下可以視為一個僅與溫度有關的闡述；而在高壓下，T和p應該對化學平衡常數(shù)均有影響。45 .化學反應的？G2是該反應進行方向的判據。四、計算題（ 每題5分，共1題，共5分）46 .某二元混合物，其逸度系數(shù)表達式為 lnf=A+Bx2-Cx2,式中A, B, C均為T, p

10、的函 數(shù)，試確定GE/RT, in' ln?的相應關系式（二組分均以Lewis-Randall規(guī)則為標準逸度）。（提示：GE/RT=x1ln Y+ x2ln ?）五、計算題1 （ 每題7分，共1題，共7分）47 .逆卡t若（Carnot）循環(huán)供應35kJ s-1的制冷量，冷凝器的溫度為30 C,而制冷溫度為-20 C,計算此制冷循環(huán)所消耗的功率以及循環(huán)的制冷系數(shù)。六、計算題2 （ 每題8分，共1題，共8分）48.如圖所示，有人設計一種程序，使得每 kg溫度為373.15 K的飽和水蒸氣經過一 系列的復雜步驟后，能連續(xù)的向463.15 K的高溫儲熱器輸送1900 kJ的熱量，蒸汽最 后在

11、1.013X105 Pa、273.15 K時冷凝為水離開裝置。 假設可以無限制取得 273.15 K的 冷凝水，試從熱力學觀點分析，該過程是否可能？已知： 373.15 K時的水蒸氣 Hi = 2676.1 kJ kg-1, Si = 7.3549 kJ kg-1 K-1; 1.013X105 Pa、273.15 K 的冷凝水：H2 = 0, S2 =00 （12 分）Cfi') *315 K第7頁共7頁西南科技大學網絡教育學院(2017) / (2018)學年第2學期試題單A卷課程名稱： 化工熱力學 專業(yè)班級: 命題教師：蔣琪英學生姓名：學 號：成績：考試時間： 月日一、單選題1-5

12、 DABBC 6-10 ACDCA 11-15 BADCD填空題216.17.1.1.19.20.21.M Tg Ps Tr-0.7 T ,lg Ps（簡單流體）Tg ps（研究流體）Tr0.7HH* = bp； SS* = Rlnp/po普遍化維里方程；普遍化壓縮因子法過程的不可逆而引起的嫡增加造成的；過程的熱損失所造成的H1 二H1 +儀22 ; H2 二 H1 +飆222 .熱交換；非可逆過程23 .按質用能，按需用能24 .等壓冷卻過程、絕熱壓縮過程25 .低品位的能量；利用的較高溫度三、判斷分析題(此題無答案，學員可自由發(fā)揮，不可空題)26 .由于分子間相互作用力的存在，實際氣體的摩

13、爾體積一定小于同溫同壓下的理想氣體的摩爾體積，所以，理想氣體的壓縮因子Z=1,實際氣體的壓縮因子 Z<1。27 .氣體混合物的 Virial系數(shù)，如B、C,是溫度和組成的函數(shù)。28 .純物質的三相點隨所處的壓力或溫度的不同而改變。29 .用一個相當精確的狀態(tài)方程，就可計算所有的均相熱力學性質隨著狀態(tài)的變化。30 .系統(tǒng)經歷一絕熱可逆過程，其嫡沒有變化。31 .在同一溫度下，純物質的上&和液體與飽和蒸汽Gibbs函數(shù)相等。32 .當壓力趨于零時，M (T, p) Mig (T, p) = 0 (M是摩爾容量性質)。33 .對理想溶液的某一容量性質M,有Mi= Mi o34 .在常溫

14、、常壓下，將10cm3的液體水與20cm3的液體甲醇混合后， 其總體積為30cm3。35 .系統(tǒng)混合過程的性質變化與該系統(tǒng)相應的超額性質是相同的。36 .流體在管道流動時，當流經閥門、孔板等設備，由于局部阻力，使流體壓力顯著降低 的過程。37 .穩(wěn)定流動過程的能量積累為零，嫡的積累為零。38 . Carnot循環(huán)的制冷系數(shù)與所用工質性質無關，僅取決于高溫和低溫熱源的溫度。39 .任一實際過程進行后，總有效能總是減小的。4 。.為了提高Rankine循環(huán)熱效率，可采取無限提高進入透平機蒸汽的壓力和溫度。41 .為了提高Rankine循環(huán)熱效率，可采取無限降低氣輪機的泛氣溫度。42 . 一定壓力下

15、，純物質的泡點溫度和露點溫度是相同的，且等于沸點。43 . Virial方程Z=1+ ( Bp/RT)結合一定的混合規(guī)則后，也能作為EOS法計算氣液平衡的模型。44 .化學平衡常數(shù)在低壓下可以視為一個僅與溫度有關的闡述；而在高壓下，T和p應該對化學平衡常數(shù)均有影響。45 .化學反應的？G2是該反應進行方向的判據。四、計算題46 .解：由題意，存在 nlnf=nA+nBx 2-nCx2,即nlnf=nA+Bn 2-nCn22/n,則根據偏摩爾性質定義有：ln g3!- A Cx；f2(n ln f)2ln b- A B C(2X2 x2)x2n2取Lewis-Randall規(guī)則為標準逸度，則f1

16、cBAe而 ln 1 ln( - ) Cx；;ln 2 ln(2)Cx2f1 x1f 2 X2所以 GE/RT=xiln 節(jié)+x21n *=CxiX2五、計算題147.解：逆向Carnot循環(huán)的制冷系數(shù):qOWsTlThTlTlThTl253303 2535.06單位制冷劑耗功量：設制冷劑循環(huán)量為m kgs-1,單位制冷劑提供的冷量為qoiQo mq035kJ sqoCmqo QoWs mWs mWsQo35iPT mWs 0 6.92 kJ s 6.92kWC 5.06代入已知得：2 （363 T3） 3（T3 283）解得：T3 315.5K 3六、計算題248.解：若判斷裝置設計是合理的，則總的結果必須遵守熱力學第一定律和第二定律。（1分）蒸汽通過裝置后在 0.1013KPa、273K時冷凝，因冷凝溫度已達環(huán)境中可能的最低溫度（冷 卻水的溫度），所以蒸汽得到了最大限度的利用。但這是蒸汽也不可能將全部熱量都輸向 高溫熱源，總有部分熱量Q低傳遞給冷卻水，則熱量就可由低向高傳輸而不發(fā)生任何變化了。由題知，蒸汽通過裝置能連續(xù)地向高溫傳熱Q1,飽和蒸汽經過裝置這一系統(tǒng)，應用穩(wěn)流過程熱力學第一定律關系式：？H = Q-Ws。由于沒有軸功，即 Ws=0,所以蒸汽經過該裝置所放出的總熱量為 Q=A H= H2- Hi=Q高+ Q低=0-2680=-2680kJ ,所以Q2=Q-Qi