化工热力学习题集(附答案)复习(1) 下载本文

模拟题八

一、 单项选择题

本大题解答(用A或B或C或D)请填入下表:

1.关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是( ) A. 研究体系为实际状态。

B. 解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。 C. 处理方法为以理想态为标准态加上校正。 D. 获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。 E. 应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。

2.Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是( )。 A.B = B0ωB1 B.B = B0 ω + B1 C.BPC/(RTC)= B0 +ωB1 D.B = B0 + ωB 3.下列关于GE 关系式正确的是( )。

A. GE = RT ∑Xiln Xi B. GE = RT ∑Xiln a i C. GE = RT ∑Xiln γi D. GE = R ∑Xiln Xi 4.下列偏摩尔自由焓表达式中,错误的为( )。 A. Gi??i

??

B. dGi?VidP?SidT

??????nG??G?C. i? ??ni?T,P,nj?i?

???nG??G?D. i? ??ni?T,nV,nj?i??s5. 汽液平衡关系Pyi?Pi?ixi的适用的条件(

A 无限制条件 B 理想气体和非理想溶液

C 理想气体和理想溶液 D 非理想气体和理想溶液

6.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( )。

A. 饱和汽相线,饱和液相线,汽液共存区 B.汽液共存线,饱和汽相线,饱和液相区 C. 饱和液相线,饱和汽相线,汽液共存区 7.乙醇-水在101.3KPa下共沸体系,其自由度为(

A.0

B.1 C.2 D.3

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8.体系从同一初态到同一终态,经历二个不同过程,一为可逆过程,一为不可逆过程,此二过程环境熵变存在( )。

A.(ΔS环)可逆< (ΔS环)不可逆 B. (ΔS环)可逆 >(ΔS环)不可逆 C.(ΔS环)可逆 = (ΔS环)不可逆 D.(ΔS环)可逆= 0

9.如当地冷却水温度为常年18℃,则氨制冷循环的冷凝温度应选 。

A. 18℃; B. 8℃; C. 28℃; D. 48℃。 10.由纯组分形成理想溶液时,其混合焓ΔH 。

A. >0; B. =0; C. <0 ; D. 不确定。 11.混合气体的第二维里系数 A . T和P的函数 B. 仅为T的函数 C . T和组成的函数 D . P和组成的函数 12.有效能衡算的依据是 。

A. 热力学第一定律; B.热力学第二定律; C.热力学第三定律 ; D.热力学第一、二定律。 13.混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 。

A.f?id

?x?ifi; B. f??fi;

? C. lnf??xilnfi0 ; D. lnf??xilnf xi?14.纯物质临界点时,对比温度 Tr 。

A.= 0; B. > 1; C. < 1 ; D. = 1。

15.当潜水员深海作业时,若以高压空气作为呼吸介质,由于氮气溶入血液的浓度过大,会给人体带来致命影响(类似氮气麻醉现象)。根据下表中25℃下溶解在水中的各种气体的亨利常数H,你认为以( )和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合?

气体 乙炔 空气 H/bar 1350 72950 气体 乙烷 乙烯 H/bar 气体 氦气 氢气 硫化氢 H/bar 气体 氮气 氧气 H/bar 41850 87650 44380 一氧化碳 5400 30600 11550 126600 甲烷 71600 550 二氧化碳 1670

A 氦气 B二氧化碳 C.乙烷 D.甲烷 16.下列哪个条件不符合蒸汽压缩制冷循环制冷剂的选择要求( )。

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A. 沸点低 B. 冷凝压力低 C. 汽化潜热大 D. 较低的临界温度 17.在T-S图上,绝热可逆过程工质的状态总是沿着 进行的。

A.等焓线; B.等熵线; C.等干度线 ; D.等压线。 18.关于做功和加热本领的描述,不正确的是( ) A.压力相同,过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。 B.温度相同,高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。 C.温度相同,高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。

D.放出的热相同,高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。

二、填充题(每空1分,共15分)

1.纯物质 P-V图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。 2.剩余性质是指在相同的温度和压力下 与 热力学性质之差。 3.溶液中组分i的活度系数的定义是 ?i =________________________。

4.高温热源(温度为T1)与低温热源(温度为T2)构成的热机的最大热机效率

??_______________。

5.某高温高压气体(焓值为H1,熵值为S1)做功后其焓值变为H2,熵值变为S2,环境温

度为T0,则该过程的理想功Wid?_____________ ;有效能变化

?Ex?____________ _ 。

6.检验汽液平衡数据可靠性的基本公式为 方程。 7.稳流体系熵方程中熵产生是体系内部 所引起的。

8.理想功是指体系的状态变化在一定的环境条件下,按 过程进行时所产生的

最大功或必须消耗的最小功。

9.在相同始态与相同终态压力下,等熵膨胀引起的温度降低比等焓膨胀的引起的温度降低

要 。

10.在真实气体混合物P→0时,组分i的逸度系数?i等于 。

11.Wilson提出的G模型是以 溶液为基础,并用局部体积分率代替总体

平均体积分率而得来的。

12.真实气体混合物的PVT性质=纯气体的PVT关系式+ 规则。 13.三参数对比状态原理中,三参数是指 。

E

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三、判断题(请在正确的题后括号内画“√”,错误的画“×”)

1.维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( ) 2.对于理想混合物,?H,?G,?V均为零。 ( )

3.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。 ( )

4.蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀,体系和环境总的火用是守恒的,总的火无是守恒的。( )

?v?f?l,fv?fl,fv?fl。 ( ) 5.混合物体系达到汽液平衡时,总是有fiiii四、简答题

1.写出①稳定流动系统热力学第一定律的一般形式;②当流体流经泵和③流经换热器时系统热力学第一定律的简化形式。

2.完成相平衡体系求解过程框图。假设体系为部分理想系,已知总压及液相各组成,求该体系温度及汽相组成(ξ为某一有限小数)。

?? ,饱和蒸汽中纯组分i的逸度系数?? 解:汽相中组分i分逸度系数?iiVS

No,重新调整 已知P,xi 假设: 计算: 计算: 公式: Yes ?yi?1??-1

输出T,yi

五、计算题

1.( 10分) 6.0MPa,400℃的过热蒸汽(H1=3174 kJ·kg,S1=6.535 kJ·kg·K)在稳流过程中经透平膨胀到0.004MPa、干度x=0.9。(已知0.004 MPa下Hg=2554 kJ·kg,Sg=8.4808 kJ·kg·K,HL=120 kJ·kg,SL=0.4177 kJ·kg·K)。T0=298K。 (1)如该透平是绝热的,求该过程的Wid、Ws、WL及热力学效率η 。 (2)如该透平的热损失为5 kJ·kg

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-1汽

-1

-1

-1

-1

-1

-1-1

-1

终态不变。求该过程的Wid、Ws、WL及热力学效率η 。

2.( 8分)在298K和0.1MPa下二元系焓变

?H?20.9x1x2(2x1?x2) 已知 H1?418J/mol x为摩尔分数 以T,p 下纯组分焓为基准,

H2?627J/mol求:(1)?H1,?H2; 2)无限稀释偏摩尔值?H1,?H2; (3)H1,H2

3.( 8分)某二元溶液,Lewis-Randall 规则标准态的超额Gibbs自由能可由下式给出:

????GE/RT??x1x2 式中:两纯组元逸度分别为f1*和?为常数,单位为Pa, Gf2*,

E:J?mol?1,

T :K, 求:以Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数?1与?2的表达式。

4、( 14分)纯液体A与B形成部分理想体系,在90℃时蒸气压力为PA?800mmHg,

22PBS?600mmHg,液相活度系数ln?A?xB,ln?B?xA,问:

S(1)与30%(mol)A及70%(mol)B的液相混合物平衡的蒸汽总压为多少? (2)能否生成共沸物?如生成的话,恒沸点是最高点还是最低点?为什么? (3)如已知ln?A?6?xB,导出ln?B的组成函数表达式

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2