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1、化工热力学复习题一、填空题1、与环境之间无物质传递的系统成为_，它又可以分为_和_。与环境之间有物质传递的系统称为_。与环境之间既无物质又无能量传递的系统称为_。（P3）2、按应用对象的差异，我们将应用部分划分为_、_和_。（P4）3、热力学性质的表达主要有_、_和_三种形式。（P4）4、流体的性质有_和_之分。（P5）5、状态函数的特点是_。（P6）6、1Mpa=_Pa=_bar=_atm=_mmHg。（P8）7、普适气体常数R=_MPacm3mol-1K-1=_barcm3mol-1K-1=_Jmol-1K-1=_calmol-1K-1。（P8）8、状态方程可以_、_和_。（P12）9、纯
2、物质在一定温度（Tc）下，能使气液共存的压力即为_。（P23）10、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是_的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P-T图上是_的（重叠/分开）；而在P-V图上是_的（重叠/分开）；泡点的轨迹称为_；露点的轨迹为_；饱和气液相线与三相线所包围的区域称为_。纯物质汽液平衡时，压力称为_，温度为_。（P34）11、系统与环境的能量交换有_和_两种形式。（P37）12、逸度的定义式的含义_。（P49）13、对于混合物系统，偏离函数中参考态是_。（P69）14、独立变量的个数称为_。（P74）15、系统的自由度F=_。（P75）16、两种不同归一化活度系数之
3、间的关系_。（P91）17、常温、常压条件下二元液相系统的溶剂组分的活度系数为ln1=x22+x23（是常数），则溶质组分的活度系数表达式是ln2=_。（P104）18、非均相系统的热力学性质计算包括两个部分_和_。（P106）19、不同的非均相系统包含了不同的相平衡，典型的有_、_和_。（P106）20、共沸点分为两种，即_和_。（P109）21、法计算液液平衡的准则_。（P133）22、汽-液-液三相平衡的准则_。（P137）23、熵增原理的数学表达式_。（P149）24、有效能的平衡方程式则可写成（B）in=（B）out+D当D=0时，是_，D0是_，D0的过程不可能自发进行。（P155
4、）25、绝热节流过程是_过程。节流时存在摩擦阻力损耗，故节流过程是_，节流后熵值一定_。（P157）26、流体节流时，由于压力变化而引起的温度变化称为_。（P157）27、使物系的温度降到低于周围环境物质（如大气）的温度的过程称为_。（P160）28、气体、液体、固体相互接触的分界面称为_。（P174）29、物质在界面和体相内部浓度不均匀的现象称为_。描述吸附现象的基本物理量是_。（P174）30、在一定温度下，溶液界面张力随浓度变化关系称为_。（P178）31、影响界面张力的因素_和_。（P180）32、液面弯曲程度通常用_来表示。凸液面的曲率为_，凹液面的曲率为_。（P181）33、二维理
5、想气体状态方程_。（P185）34、气固界面吸附可分为_和_两种类型。（P186）35、电解质溶液渗透系数表达式_。（P197）36、关联电解质水溶液活度系数的半径验模型大致分为三类即_、_和_。（P198）37、由于加入盐而使溶解度减小的现象称为_；反之。使溶解度增加的现象称为_。两种作用通称为_。发生盐效应的原因是_。（P202）38、聚合物的聚集态有_、_和_等多种结构。（P209）39、聚合物的物理化学性质取决于分子的_和_。（P209）40、聚合物分子链的几何形态有_、_或_等结构。（P209）41、纯物质 P-V图临界等温线在临界点处的斜率 0 ， 曲率为 0 。 42、二元混合物
6、焓表达式为H=X1H1+X2H2+X1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有H =X1X2 。43、等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程 X1dln1+ X2 d2 = 0 。44、单位质量稳流体系能量平衡方程是H+1/2u2+gZ=Q+WS 。45、当T, P一定时，非理想溶液混合性质变化 G=RTxiln（i xi ）。二、选择题1、超临界流体是下列 条件下存在的物质。A、高于TC 和高于PC B、高于TC 和低于PC C、低于TC 和高于PC D、TC 和PC 2、对理想气体有 A、(H/P)T0 C、(H/P)T=03、
7、混合气体的第二维里系数 A、仅为T的系数 B、T和P的函数 C 、T和组成的函数 D 、P和组成的函数 4、某气体符合P=RT/(V-b) 状态方程,从V1等温可逆膨胀至V2,则体系的熵变为 A、RTln(V2-b)/(V1-b) B、0 C、Rln(V2-b)/(V1-b) D、RlnV2/V1.5、对于蒸汽动力循环要提高热效率，可采取一系列措施，以下说法不正确的是 ,A、同一Rankine循环动力装置，可提高蒸气过热温度和蒸汽压力B、同一Rankine循环动力装置，可提高乏气压力。C、对Rankine循环进行改进，采用再热循环。D、对Rankine循环进行改进，采用回热循环。6、作为朗肯循
8、环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分蒸汽去 , A、锅炉加热锅炉进水 B、回热加热器加热锅炉进水C、冷凝器加热冷凝水 D、过热器再加热7、某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器的出口P,T，现T比原冷凝压力下的饱和温度低了5度，其它不变,则制冷循环 。A.、冷量增加，压缩功耗不变 B、冷量不变，压缩功耗减少C、冷量减少，压缩功耗减小 D、冷量增加，压缩功耗增加8、二元非理想极稀溶液, 其溶质和溶剂分别遵守 A、Henry定律和Lewis-Randll规则. B、Lewis-Randll规则和Henry定律. C、拉乌尔规则和Lewis-Randll规则. D、Lewis-Randll
9、规则和拉乌尔规则.9、Pitzer提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是 ,式中B0，B1可由Tr计算出。 A、B=B0B1 B、B=B0+B1 C、BPc/RT=B0+B1 D、B=B0+B1 10、对气体氩其偏心因子，等于 A、1 B、0 C、2 D、3 11. 混合物中组分i的逸度的完整定义式是 。A、dG(_),)i=RTdlnf(),)i, f(),)i /(YiP)=1 B、dG(_),)i=RTdlnf(),)i, f(),)i /P=1C、dGi=RTdlnf(),)i, fi =1 D、dG(_),)i=RTdlnf(),)i, f(),)i =112、一封闭体系经
10、过一变化，体系从25恒温水浴吸收热量8000KJ，体系熵增25KJ/K，则此过程 A、可逆的 B、不可逆的 C、不可能的 13、苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol， V2= 109.4cm3/mol，V)()1=89.99cm3/mol，V)()2=111.54cm3/mol，则过量体积VE= cm3/mol。A、0.24； B、0； C、0.24 D、0.5514、按第二定律，无论什么过程体系的熵变 。A、0 B、0 C、=0 D、不确定15、理想气体从同一初态V1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，
11、则等温可逆膨胀后体积V2与绝热可逆膨胀后体积V2相比 。 A、V2 = V2 B、V2V2 C、V2 V2 D、不确定16、节流效应T-P图上转化曲线是表示 的轨迹。 A、j=0 B、j0 17、下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是n mol溶液性质，nM= 。A、niM(),)i B、xiM(),)i C、xiM(),)i D、niM(),)i18、对无热溶液，下列各式能成立的是 。A、SE=0，VE=0 B、SE=0，AE=0 C、GE=0，AE=0 D、HE=0，GE= -TSE19、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是 。A、 NRTL方程 B、Wilson方程C、 Margul
12、es方程 D、Flory-Huggins方程20、戊醇和水形成的二元气液液相平衡状态，其自由度F= 。 A、0 B、3 C、2 D、121、指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为_。A、饱和蒸汽 B、超临界流体 C、过热蒸汽22、T温度下的过热纯蒸汽的压力P_。A、Ps（T） B、Ps(T) C、=Ps(T)23、能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到_。A、第三virial系数 B、第二virial系数 C、无穷项 D、只需要理想气体方程24、当P0时，纯气体的RT/PV(T，P)的值为_。A、0 B、很高的T时为0 C、与第
13、三virial系数有关 D、在Boyle温度时为025、吉氏函数变化与p-V-T关系为Gig（T，P）Gx=RTlnp，则Gx的状态应该为_。A、T和P下纯理想气体 B、T和零压力的纯理想气体 C、T和单位压力的纯理想气体26、欲找到活度系数与组成的关系，已有下列二元系统的活度系数表达式，为常数，请决定每一组的可接受性。A、1=x1；2=x2 B、1=1+x2；2=1+x1C、ln1=x2；ln2=x1 D、ln1=x22；ln2=x1227、二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3，在一定的T、P下，1=0.9381，2=0.8812，则此时混合物的逸度系数为_。A、0.9097 B、0.897
14、0 C、0.8982 D、0.9092选择题答案1234567891011121314151617181920ACCCBBAACBACADBADDCD21222324252627CBADCDB三、是非题1、理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（）2、自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（）3、纯物质由蒸气变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（）4、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（）5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的吉氏函数相等。（）6、由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化。（）7、对于理想溶液，所有的混合过程性
15、质变化均为零。（）8、对于理想溶液所有的超额性质均为零。（）9、系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。（）10、在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。（）11、纯物质的汽-液平衡常数K等于1。（）12、对于负偏差系统，液相的活度系数总是小于1。（）13、能满足热力学一致性的汽-液平衡数据就是高质量的数据。（）14、逸度系数也有归一化问题。（）15、对于理想系统，汽-液平衡常数Ki（=yi/xi），只与T、P有关，而与组成无关。（）四、简答题1.偏摩尔性质2.有效能3.相平衡准则4.剩余性质答案：1、偏摩尔性质：在给定的T，P和组成下，向含有组分i的无限多
16、的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列热力学性质的变化。2、 有效能：体系从所处的状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界作出的最大有用功称为该体系在该状态下的有效能。3、 相平衡准则：各相的温度、压力相同外，各相中各组分的分逸度（化学位）必须相等。4、 剩余性质：气体在真实状况下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于理想状态下热力学性质之间的差额。五、计算题1（12分）氨冷凝器用冷却水将气态氨冷凝为液氨，冷凝器进出口参数： 氨进口：383k，1.2MPa，H1=1897kJ/kg，S1=9.010KJ/（kg.K） 氨出口：305k，1.2MPa，H2=565.2kJ/kg，S2=4.6
17、89KJ/（kg.K） 水进口：293k，0.1MPa，H3=84.10kJ/kg，S3=0.297KJ/（kg.K） 水出口：303k，0.1MPa，H4=125.81kJ/kg，S4=0.435KJ/（kg.K） 假设冷凝器与周围环境无热交换，环境温度T0=298K。试求：（1） 冷凝1Kg汽氨耗用冷却水量（4分）；（2） 冷凝1Kg汽氨总损耗功（8分）。2.（12分）.设一制冷能力（冷冻量）为41800 kJ/h带节流阀的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15C，冷凝温度25C ，过冷度为5C 。假设压缩机绝热不可逆运行，其等熵效率为80%。求（1）在TS图上表示此循环过程；（3分）（2）每小时
18、制冷剂的循环量（3分）（3）压缩机功耗；（3分）（4）循环制冷系数。（3分）（已知压缩机进口处氨的焓为1644 kJ/kg，如果经可逆绝热压缩出口处氨的焓为1866 kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是 514.6 kJ/kg.） 3.（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：如G=0（1）饱和液体节流膨胀；（3分）（2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分）（3）从临界点开始的等温压缩；（3分）（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。（3分）4.（14分）乙醇（1）苯（2）体系45C下达汽液平衡时，P=302mmHg，x1=0.616，45C
19、下蒸汽压Ps1=172mmHg，Ps2=222mmHg。气相可视为理想气体，此体系可用GE/RT=Cx1x2式关联,C为常数,求（1） ln1和ln2表达式；（6分）（2） 45C下此体系是否存在共沸物？如存在，试计算恒沸点组成和恒沸点处平衡蒸汽总压。（8分） 设C=1.74 。 答案：1.第一定律，Q=0，W=0，H=0，1*（1897-565.22）=G水（125.81-84.1） G水=31.93kg氨冷凝器作孤立体系， SL=G水S水+1*S氨 =31.93（0.435-0.297）+（4.689-9.010）=0.0853kJ/kg氨冷凝水 WL=T0SL=298*0.0853=25
20、.41 kJ/kg氨冷凝水 2.2TS2541431） 如左图3. (1) H=0 (2) S=0 (3) T=0 (4) P=02T1T4T34.（1）lnr1=(nGE/RT)/ nT,P,n2=cx22,同理lnr2= cx12lnr1=ln(y1P/x1P1s)=ln(y1*302/0.616*172)=ln(2.8503y1)=c x22=c*0.3842=0.1475clnr2=ln(y2P/x2P2s)=ln(y2*302/0.384*222)=ln(3.5426y2)=c x12=c*0.6162=0.3795c（2）若存在恒沸物，则有r1/r2=P2S/P1S=222/172=1.2907lnr1- lnr2= c x22- c x12,ln1.2907=1.74(x2- x1), x1=0.42670 x11, 存在恒沸物，其x1oz=y1oz=0.4267平衡蒸汽总压：P= x1P1s y1/ y1= P1s y1= P1s*exp(c x22)=304.7mmHg