化工热力学习题集(附答案)复习(1)

模拟题九

一. 选择正确答案并简要说明为什么

1. 某人计算真实气体的自由焓时认为:

*E* ( a ) G=G?G; (b)G=G?G; ( c ) G=G??G.

*R2. 某流体在稳流装置内经历一个不可逆过程,所需要的功为 10KJKg,得到的热

量为30KJKg。试问流体的熵变: (a)为负; ( b)为正; ( c) 可正、可负。 3. 若始、终状态及环境温度T0一定,理想功Wid:

(a) 等于可逆轴功;(b)是完全可逆功;(C)等于始终状态间的火用 变化的绝

对值。 4. 甲烷气(视为真实气体)由状态T1、P1节流膨胀至T2、P2,其: (a)?S?0; ( b) ?H=0; ( c) ?G=0。

-1-1二. 简答题

1. 以二元溶液为例,写出三种计算偏摩尔性质的方法,要求写出详细计算方法,步

骤或所需的公式。

2. 写出开系稳流过程的热力学第一定律表达式,并举一应用实例。

三.证明题

某二元溶液的偏摩尔焓可由如下方程表示:

2 H1?H1?Bx2?A 2 H2?H2?Bx1?A

式中:H1、H2分别为纯组分1和2的焓,A、B是温度和压力的函数; 问:从热力学角度考虑该对方程是否合理?

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四.计算题

1. 今有压力为10Mpa、温度400℃的过热蒸汽,经汽轮机绝热膨胀,乏气为0.2 Mpa 的

饱和蒸汽,蒸汽有关数据为:

H S

状态 KJ/Kg KJ/Kg·K

3093 6.207 10Mpa、400℃过热蒸汽

0.2Mpa饱和蒸汽

2707

7.127

① 试计算上述过程产生的轴功Ws; ② 过程的火用 和火无的变化值?Ex、?AN; ③ 过程的理想功Wid和损耗功WL。

上述计算以1Kg蒸汽为基准,环境温度T0?298K。

GE?0.7x1x2。试求ln?1、ln?2。 2. 某二元溶液的过量自由焓可表示为:RT

3. 若t = 45℃时,

P1?145Kpa,P2?68Kpa。由上题得到的ln?1、ln?2计算x1?0.5

ss时汽相组成及压力。假设汽相为理想气体。

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模拟题十

一、 选择题

1.汽液平衡计算方程式yiP=γixiPiS适用于 ( )

A.完全理想体系 B.化学体系

C.非理想体系 D.完全非理想体系

2.气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是 ( ) A.μj=0 B.μj>0 C.μj <0 D.不确定 3.已知溶液的xi与γi,则溶液超额自由焓GE的计算式为: ( )

A.GE=RTC.GE=RT

???ilnxi? B.GE=RT??xiln?i?

E

??xlnx? D.G=RT?ln??x?

iiiiE

E

4.下列关系式哪个适用于理想溶液 ( )

A.ΔV=H=ΔG=ΔHi=0 B.ΔVi=ΔUi??Gi??Si=0

?????????C.Vi=Ui?Gi?Si=0 D.ΔS=ΔG??S=G=0

E

5.在众多状态方程式中,能从理论上加以证明的是 ( ) A.R——K方程 B.维里方程 C.范德华方程 D.马丁-候方程 6.常压下某液体沸腾时,保持不变的热力学性质是 ( )

A.摩尔体积 B.摩尔熵 C.摩尔自由焓 D.摩尔内能 7.混合物的逸度f与组分逸度fi之间的关系是 ( )

A.f=C.f=

??x?xifi B.f=?fi lnfi D.lnf=?xilnfi/xi

^^^^i8.由于温差引起两个物系之间进行热交换,那么包括这两个物系的绝热体系的熵变为 ( )

A.正值 B.负值 C.零 D.不定值

9.维里方程PV=a(1+B`P+C`P2+……)中a等于 ( )

A.RT+B B.RT C.R2T D.RT2 10.已知Wilson方程中ln?1??ln(x1??12x2)?x2?lnγ

?12?21???,那么,

?x1??12x2x2??21x1??1

= ( )

A.1-ln?12??21 B.1-ln?21??12 C.1 D.ln?21??12 11.在同一温度下,单组分体系T—S图上各等压线随熵值的增大,压力将( )

A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定

12.理想功实现的条件为 ( )

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A.完全不可逆 B.完全可逆 C.部分可逆 D.部分不可逆 13.对理想的气体混合物,下列关系式正确的是 ( )

A.?i??i B.?i?1 C.?=1 D.?i?P

14.可逆绝热膨胀过程的特征是 ( )

A.等焓 B.等熵 C.等温 D.等压

15.绝热可逆膨胀过程线在T—S图上是 ( )

A.是平行于横坐标的直线 B.是平行于纵坐标的直线 C.是沿等焓线变化的 D.是沿等干度线变化的

16.三参数普遍化方法中的普压法的应用条件是 ( )

A.Vr>2 B.Vr<2 C.Vr=2 D.Tr>4

17.偏摩尔性质是 ( )

A.强度性质 B.容量性质 C.超额性质 D.剩余性质

18.判断恒温恒压条件下化学反应达到平衡时的公式是 ( ) A.

???x?ii?0 B.??i?i?0 C.dε=0 D.?xiln?i?0

19.某体系进行不可逆循环时的熵变为 ( )

A.ΔS体系﹥0,ΔS环境 =0 B.ΔS体系=0,ΔS环境﹥0 C.ΔS体系=0,ΔS环境 =0 D.ΔS体系﹥0,ΔS环境 ﹥0

20.若物系被要求冷却到-15℃,则氨制冷循环中,氨蒸汽温度应该选以下哪一种温度为宜 ( )

A.-15℃ B.-10℃ C.-20℃ D.-45℃

二、填空题

1. 第二维里系数B是物性及 的函数。 2. 体积膨胀系数的定义式为:??1??V???那么,理想气体的体积膨胀系数V??T?P为 。

3.γi>1的二元共沸物系,是具有 压力共沸点的物系。 4.超额性质定义为: 5.fi^v?fi的条件是 ^l6. 复杂反应体系中,物质摩尔数ni与反应进度εj之间的普遍关系式是 。 7.汽液平衡数据热力学一致性校验的理论依据是 。 8.组分逸度等于分压的气体是 。

9.能量平衡是以热力学 为基础,有效能平衡是以热力学 为基础。

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三、判断题

1.普遍化三参数求取压缩因子z的方法有普维法和普压法两种,在Vr≥2时, 应采用普压

法。 ( ) 2.流体流经透平时,所做的可逆轴功ws?-pdV。 ( ) 3.体系熵增大的过程必为不可逆过程。 ( ) 4.当压力趋近于零时,剩余焓ΔH=0 ( ) 5.理想气体等温压缩过程的焓ΔH=0 ( ) 6.三参数普遍化方法中,第二维里系数B与偏心因子ω的关系是: B=B0+ωB1

7.以Lewis-Randall定则为基础,其标准态逸度fi0为溶液温度和压力下所对应的纯祖分i

的逸度fi。 ( ) 8.活度系数的数值取决于真实溶液的性质,与标准态的选择性无关。( ) 9.γi<1的体系的恒沸点为最低温度恒沸点。 ( ) 10.二元完全理想体系中i组份的汽液平衡比Ki=Pis/P。 ( )

?四、简答题

1 试证明单组分系统T-S图上等压线的斜率大于零。

2 指出真实溶液的超额焓VE与混合过程焓变化ΔV的关系并说明原因。

五、论证题

试按热力学观点分析如下活度系数方程的正确性(A、B仅是T、P的函数):

ln?1?Ax22?2(A-B)

2ln?2?Bx1?2(B-A)

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