化工热力学习题集(附答案)复习(1)

2、(15分)25℃,0.1MPa下,组分1和2形成二元溶液,其溶液的摩尔焓为H =600-180X1- 20X13 (J /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, 标 准 态 按Lewis-Randall定 则计算,求

??(1) H1,H2; (2) H1,H2; (3) H1,H2; (4) ?H; (5) HE;(15分)

3、(15分)已知某含组分 1 和 2的二元溶液,可用 lnγ1=AX22 , lnγ2=A X12 关联,A可视为常数, 60℃ 下达汽液平衡时能形成共沸物,现测得60℃下 γ1∞ = 14.7, P1S = 0.0174MPa, P2S = 0.0667MPa,设汽相可视为理想气体。试求: (1)GE表达式; (2)A值; (3)60oC下恒沸点组成和平衡蒸汽压。

4、(15分)某动力循环的蒸汽透平机,进入透平的过热蒸汽为2.0MPa,400℃,排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽,若要求透平机产生3000kW功率,问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少?其热力学效率是等熵膨胀效率的多少?假设透平机的热损失相当于轴功的5%。 5、(15分)试比较如下几种水蒸汽,水和冰的有效能大小。设环境温度为298K。 0.15MPa,160℃,过热蒸汽; 0.3MPa, 160℃,过热蒸汽; 0.07MPa,100℃,过冷蒸汽; 100℃,饱和蒸汽; 0.1MPa,100℃,饱和水;

0.1MPa,0℃,冰。

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模拟题四

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二.填充题(每空1分,共13分):

1.纯物质 T—S 图的拱形曲线下部为_______________ 区。

2.一定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与____________成完全平衡状态时,此过程的理想功。

3.纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。 4.溶液中组分i的活度系数的定义是 γi =________________________。 5.单位质量稳定流动体系能量平衡方程_______________________________, 对流体通过换热器的过程,能量平衡方程可简化为 ______________________,对流体通过泵、压缩机等设备的过程,能量平衡方程可简化为_______________________。 6.在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质

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三.名词解释题(每题4分,共20分):

1.偏心因子

2.相平衡准则

3.超额性质

4.偏离函数

5. 理想溶液

四. 计算题

1、 (12 分)化工生产中需0.1MPa,80℃ 热水用于设备保温,此热水由0.2MPa,175℃ 水蒸汽通入0.1MPa,20℃冷水在热水槽中混合得到。请计算: (1)制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽?(4分)

(2)此混合过程理想功和损失功各是多少(按1吨热水计)?(4分) (3)如果用0.1MPa,95℃热水代替水蒸气制备0.1MPa,80℃热水,那么损失功又是多少(按1吨热水计)?(2分)

(4) 比较(2)和(3)的结果,哪一个损失功小?为什么?(2分) 设混合过程热损失可忽略,环境温度是20℃。有关数据列于下:

热水(80℃ ) 热水(95℃) 冷水(20℃) 水蒸气(175℃)

H (kJ/kg) 334.91 397.96 83.96 2819.7 S (kJ/(kg K)) 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931

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2、 (12分) 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h,氨蒸发温度是243 K, 蒸发器出口的氨饱和

蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K,过冷到298K,再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器。问: (1)如果压缩机进、出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg,冷凝器出口过 冷氨的焓是540kJ/kg,试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数。(5分)

(2)如果将氨的蒸发温度调整到253K, 压缩过程仍为可逆绝热压缩,其余条件不 变,试问压缩机的理论功率有何变化,为什么?此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg 和1912kJ/kg。(3分)

(3)在T--S图上标出(1)、(2)二循环过程。(4分)

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