天津大学化工热力学期末试卷(问题详解)
本科生期末考试试卷统一格式（16开）：
20 ～20 学年第 学期期末考试试卷
《化工热力学 》（A 或B 卷 共 页）
（考试时间：20 年 月 日）
学院 专业 班 年级 学号
一、 简答题（共8题，共40分，每题5分） 1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。 答：封闭系统的热力学第一定律：W Q U +=?
稳流系统的热力学第一定律：s W Q Z g u H +=?+?+?22
1
2. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义，并写出舍项维里方程的
混合规则。
答：第二维里系数B 代表两分子间的相互作用，第三维里系数C 代表三分子间相互作用，B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关；舍项维里方程的混合规则为：∑∑===n
i n
j ij j i M B y y B 11，()
1
ij
ij ij cij
cij ij B B
p RT B ω+=
，
6.10422.0083.0pr ij T B -
=，2
.41
172.0139.0pr
ij T B -=，cij pr T T T =，()()5
.01cj ci ij cij T T k T ?-=，cij
cij
cij cij V RT Z p =
，()[]3
3
1315.0Cj
ci cij V V V +=，
()cj ci cij Z Z Z +=5.0，()j i ij ωωω+=5.0
3. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。
答：逸度定义：()i i i f RTd y p T d ?ln ,,=μ （T 恒定）
1?lim 0=???
? ??→i i p py f
逸度系数的定义：i
i
i py f ??=φ
4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
答：剩余性质：是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差，即：()()p T M p T M M id ,,-='?；超额性质：是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差，即：
id
m m M M -=E M
5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算？
答：烃类混合物可以近似看作是理想混合物，于是在汽液平衡基本表达
式中的1=i γ，i v i φφ=?，在压力不高的情况下，Ponding 因子近似为1，于是，汽液平衡表达式化简为：v
i
s
i s i i i id
i
p p x y K
φφ==。由该式可以看
出，K 值仅仅与温度和压力有关，而与组成无关，因此，可以永K 值法计算烃类系统的汽液平衡。
6. 汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么？
答：根据逸度系数的计算方程，需要选择一个同时适用于汽相和液相的状态方程，且计算精度相当。这种方程的形式复杂，参数较多，计算比较困难。
二、 推导题（共2题，共15分，其中第一题8分，第二题7分） 1. 请推导出汽液相平衡的关系式。（其中：液相用活度系数表示，以Lewis-Randell 规则为基准；汽相用逸度系数表示。）
答：根据相平衡准则，有l i
v i f f ??=；其中，等式左边项可以根据逸度系数的定义式变形为：v i i v i py f φ??=；等式的右边项可以根据活度系数的定义式变形为：
i i i l i x f f γΘ=?，而标准态取为同温同压下的纯液体，于是有()??
?
???-=Θ
RT p p V p f s i l i s
i
s i i
exp φ，带入相平衡准则，得到：
()??
????-=RT p p V x p py s i l i i i s i s i v i i exp ?γφφ
2. 从汽液相平衡的关系式出发，进行适当的假设和简化，推导出拉乌尔定律。 答：
1) 压力远离临界区和近临界区时，指数项()1exp ≈????
??-RT p p V s i l i 。 2) 若体系中各组元是同分异构体、顺反异构体、光学异构体或碳数
相近的同系物，那么，汽液两相均可视为理想化合物，根据
Lewis-Randall 规则，有i
v i φφ=?；同时，1=i γ。 3) 低压下，汽相可视为理想气体，于是有：1?=v i φ，1=s i φ。 综上所述，汽液平衡体系若满足1），2），3），则：i s i i x p py =，即为拉乌尔定律。
三、 计算题（共4题，共45分，其中第一题15分，第二题15分，第
三题5分，第四题10分） 1. 求某气体在473 K ，30
105 Pa 时，H m =?
已知：pV m =R T +10-5p ，其中：p 单位Pa ，V m 单位m 3·mol -1，
C p id = 7.0+1.0 10-3 T (J ·mol -1·K -1)。
设：该饱和液体在273 K 时，H m =0 (J ·mol -1) 。其中安托尼常数A=20.7，B=2219.2，C=-31.13。（安托尼方程中压力p ：Pa ，T ：K ，压力用自然对数表示）（设Δz =1）
答：首先涉及路径，273 K 饱和蒸汽压下的气体可近似视为理想气体。
273K, p i s , l
473K, 3MPa, g
H v ?
R
H 2?
ig H ?
13
.31/2
.22197.20/ln --
=K t Pa p s i
()
()
=--
===273
22
273
13.312.22191ln T T s i T T T d p d -2824
()
48.231ln =?-=?T d p d Z R H s
i v kJ ·mol -1
()6.150101.07.0473273
3
-473
273=?+==??
?dT T dT C H ig p ig kJ ·mol -1
V m =R T/p +10-5
510-=??
?
????-T V T V ()30105
210300
5
==??
?-dp H R
J ·mol -1
11.17402=?+?+?=?+=R
ig v m m H H H H H kJ ·mol -1
2. 有人提出用下列方程组来表示恒温恒压下简单二元体系的偏摩尔体积： 其中：V 1和V 2是纯组分的摩尔体积，a 、b 只是T 、p 的函数，试从
2
2
2222
1111)()(bx x a b a V V bx x a b a V V --+=---+=-
热力学角度分析这些方程是否合理？
答：由于该方程涉及到偏摩尔性质和温度压力等参数，因此如果该方程合理，必须要满足Gibbs-Duhem 方程。首先，衡量等温等压下的
Gibbs-Duhem 是否满足：即：02211=+V d x V d x 。对二元体系，做衡等变形，得：02
22111
=-dx V
d x dx V d x 由已知得：
1112bx a b dx V d --=，22
22bx a b dx V
d --=。于是，有：()()0212
22111≠-+-=-x x b a dx V
d x dx V d x ，因此，该表达式不合理。
模拟题三
一、选择题
1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ）
A.可以判断新工艺、新方法的可行性；
B.优化工艺过程；
C.预测反应的速率；
D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据，用少量实验数据推算大量有用数据；
E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。
2、纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为
（）。
A．饱和蒸汽 B.饱和液体C．过冷液体 D.过热蒸汽
3、超临界流体是下列（）条件下存在的物质。
A.高于T c和高于P c
B.临界温度和临界压力下
C.低于T c和高于P c
D.高于T c和低于P c
4、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于（）。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
5、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。
6、关于化工热力学研究容，下列说法中不正确的是（）
A.判断新工艺的可行性。
B.化工过程能量分析。
C.反应速率预测。
D.相平衡研究
7、(1.5分)0.1Mpa ,400K的2N1kmol体积约为（）
A 3326L
B 332.6L
C 3.326L
D 33.263m
8、下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是（）
A K kmol m Pa ???/10314.83
3 B 1.987cal/kmol K C 82.05 K atm cm /3
? D 8.314K kmol J ?/ 9、纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ ）。
A. -1
B. 0
C.1
D. 不能确定
10、对理想气体有（ ）。
0)/.(??T P H B
0)/.(=??T P H C 0)/.(=??P T H D
11、对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ ）。
A ． dH = TdS + Vdp
B ．dH = SdT + Vdp
C ． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp
12、对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体，
T
P S
)(
??应是（ ）
A.R/V ；
B.R ；
C. -R/P ；
D.R/T 。
13、当压力趋于零时，1mol 气体的压力与体积乘积（PV ）趋于（ ）。
A. 零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT 14、不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？（ ）
A.能
B.不可能
C.还缺条件
15、对1molVan der Waals 气体，有（ ）。
A. (?S/?V)T =R/(v-b)
B. (?S/?V)T =-R/(v-b)
C. (?S/?V)T =R/(v+b)
D. (?S/?V)T =P/(b-v)
16、纯物质临界点时，其对比温度T r （ ）。
A ．= 0
B ．< 0
C ．> 0
D ．=1 17、当压力趋于零时，1mol 气体的压力与体积乘积（PV ）趋于:
a. 零
b. 无限大
c. 某一常数
d. RT 18、下列各式中，化学势的定义式是 ( )
j
j j
j n nS T i
i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU D n nA C n nG B n nH A ,,,,,,,,])
([.])([
.])
([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
19、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( )
（A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）T ，P 一定，偏摩尔性质就一定。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 20、对无热溶液，下列各式能成立的是（ ）。
A. S E =0，V E =0
B. S E =0，A E =0
C. G E =0，A E =0
D. H E =0，G E = -TS E 21、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. Margules 方程 D .Flory-Huggins 方程
22、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F=（ ）。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
23、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ ）。
为混合物的逸度）） （； ； ； Ｌ２
Ｖ１
Ｖ２
Ｌ１
Ｌ
２
Ｌ１Ｖ２１２２
f f f D f
f f
f
C f f f f B f f f f A V L V L V L V (????).(????)(????).(=======11
24、对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ ）。 A ． y i f = x i p i S B. y i p =γi x i p i S C ． y i p = x i Φ p i S D. y i p = x i p i S 25、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( )
A ．纯物质无偏摩尔量 。
B ．T ，P 一定，偏摩尔性质就一定。
C ．偏摩尔性质是强度性质。 D.偏摩尔吉氏函数等于化学势。 26.关于理想溶液，以下说法不正确的是（ ）。
A.理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。
B.符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。
C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。
D.理想溶液所有的超额性质均为0。
27、等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随A 浓度的减小而减小，则B 的偏摩尔体积将随A 浓度的减小而( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定
28、苯（1）和环己烷（2）在303K ，0.1013Mpa 下形成X 1=0.9溶液。此条件下V 1
=89.96cm 3/mol ，V
2
=109.4cm 3/mol ，
_
1V =89.99cm 3/mol ，
-
2V =111.54cm 3/mol ，则超额体积V E =（ ）cm 3/mol 。
A. 0.24
B.0
C. -0.24
D.0.55
29、下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（ ）。
i i A. G =μ B. i i i dG =Vdp-S dT
()j i i T,P,n C. G nG /n i
≠=??????
()j i i T,nv,n D. G nG /n i
≠=??????
30、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=（ ）。
i
i
A. n M i i
B. x M ∑i
C. x M i i
i D. n M ∑
31、混合物中组分i 的逸度的完整定义式是( )。 A. 0
??ln ,lim[/()]1i i i i
p dG RTd f f Y P === B.
??ln ,lim[/]1i i i
p dG RTd f f P ===
C.
?ln ,lim 1i i i
p dG RTd f f === D.
??ln ,lim 1i i i
p dG RTd f f ===
32、二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（ ）。
A. Henry 规则和Lewis--Randll 规则.
B. Lewis--Randll 规则和Henry 规则.
C. 拉乌尔规则和Lewis--Randll 规则.
D. Lewis--Randll 规则和拉乌尔规则.
33、下列化学势μi 和偏摩尔性质关系式正确的是（ ）
A ．μi = -
H i B. μi = -
V i C. μi =-
G i D. μi =-
A i 34、Wilson 方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下说法不正确的是( )。
A. 引入了局部组成的概念以及温度对γi 的影响，因此精度高。
B.适用于极性以及缔合体系。
C.用二元体系的参数可以推算多元系。
D.适用于液液部分互溶体系。
35.等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中（）。
A. 足够多的实验数据
B. ∫1ln（γ1/γ2）dX1≈0
C. [ （lnγ1）/ P]T，X≈0
D. [ （lnγ1）/ T]P，X ≈0
36、气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值。
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D.不确定
37、节流效应T-P图上转化曲线是表示的轨迹。
A. μj=0
B. μj<0
C. μj>0
38、理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作_____膨胀
A）等温B) 等压C）等焓D）等熵
39、不可逆过程中孤立体系的（）
A.总熵是增加的，也是增加的
B.总熵是减少的，也是减少的
C.总熵是减少的，但是增加的
D. 总熵是增加的，但是减少的
40、卡诺制冷循环的制冷系数与( )有关。
A. 制冷剂的性质
B. 制冷剂的工作温度
C. 制冷剂的循环速率
D. 压缩机的功率
41、Rankine循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成。（）
A）正确B) 错误
42、蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间，冷凝器置于低温空间。（）
A）正确B) 错误
43、稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T0，而与具体的变化途径无关。（）
A）正确B) 错误
44、要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。（）
A）正确B) 错误
45、能量是由火用和火无两部分组成。（）
A）正确B) 错误
46、关于制冷原理，以下说法不正确的是（）。
A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降。
μ，经节流膨胀后，气体温度才会降低。
B. 只有当0>
-T
J
C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。
D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。
47、作为朗肯循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
（）。
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
48、一封闭体系经过一变化，体系从25℃恒温水浴吸收热量8000KJ，体系熵增25KJ/K，则此过程是（）。
A. 可逆的
B.不可逆的
C. 不可能的
49、关于制冷循环，下列说法不正确的是（）。
(A)冬天，空调的室外机是蒸发器。
(B)夏天，空调的室机是蒸发器。
(C)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的。
(D)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。
50、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。
51、体系经不可逆循环又回到初态，则热温熵的循环积分（）。
A <0 Ｂ=０ C >0
52、同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率（）。
A. 相同
B.低
C.高
D.不一定
53、对膨胀作功过程，等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功量之比。（）
A）正确B) 错误
54、提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率。（）
A）正确B) 错误
55、气体从高压向低压作绝热膨胀时，膨胀后气体的压力温度必然降低。（）
A）正确B) 错误
二、填空题
1、(2分)在PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称。
2、(2分)常用的8个热力学变量P、V、T、S、h、U、A、G可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实验直接测定，因此需要用
将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。
3、(2分)纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率__________，曲率为
__________。
4、(2分)麦克斯韦关系式的主要作用
是。
5、(2分)描述流体PVT关系的立方型状态方程是__________三次方的物态方程。
6、(2分)剩余性质的定义是'M =________________________。
7、(2分)理想溶液的过量性质M E 等于 。
8、(6分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_____________溶液，它们的ΔH=_____________，ΔV=___________。 9、(2分)二元混合物容积表达式为V=X 1V 1+X 2V 2+αX 1X 2，如选同温同压下符合Lewis-Randll 规则的标准态就有 △V= 。 10、(4分)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 X 1dln γ1+________ = ______ 。
11、(2分)溶液中组分i 的活度系数的定义是 γi =________________________。 12、(2分)对封闭体系，单位质量能量平衡方程式是_________,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是_________.
13、(2分)孤立体系的熵增表达式是__________
14、(2分)一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 时，此过程理想功。
15、(2分)稳流体系熵方程中熵产生是体系部 所引起的。 16、(2分)纯物质T-S 图两相区水平线段（结线）长度表示 大小。 17、(2分)能量平衡时以热力学 为基础，有效能平衡时以热力学 为基础。 三、判断题
1、(1分)一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。( )
2、(1分)在T －S 图上, 空气和水蒸气一样,在两相区,等压线和等温线是重合的。 ( )
3、(1分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。( )
4、(1分)二元共沸物的自由度为2。( )
5、(1分)理想溶液各组分的活度系数γ和活度为1。( )
6、(1分)逸度也是一种热力学性质, 溶液中组分i 的分逸度与溶液逸度的关系为
∑=
n
i
i
i
f x
f ?ln ln （ ）
7、(2分)冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 ( ) 8、(2分)对不可逆绝热循环过程，由于其不可逆性，孤立体系的总熵变大于0。 ( )
9、(2分)理想功W id 是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同时也是的负值。( )
10、(2分)损失功与孤立体系的总熵变有关，总熵变越大，损失功越大，因此应该尽量减少体系的不可逆性。( )
11、(2分)理想功W id 是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程
进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同时也是的负值。( )
四、名词解释
1、(5分)偏离函数
2、(5分)偏心因子
3、(5分)广度性质
4、(5分)R-K方程(Redlich-Kwong 方程)
5、(5分)偏摩尔性质
6、(5分)超额性质
7、(5分)理想溶液
8、(5分)活度
五、简答题
1、(8分)简述偏离函数的定义和作用。
2、(8分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。
3、(6分)工程上常见的汽液平衡问题有哪些类型？
4、(6分)相平衡的热力学一致性检验
5、(6分)卡诺定理的主要容是是么？
6、(6分)如何利用热力学第一定律测量湿蒸汽的干度？
7、(6分)什么是理想功、损失功？
六、图示或计算题
1、(20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ΔG=0
（1）饱和液体节流膨胀； （2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀； （3）从临界点开始的等温压缩；
（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。
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 =600－180X 1－ 20X 13 (J /mol) . 式中X 1 为组分1的摩尔分数, 标 准 态 按Lewis-Randall 定 则计算，求
；
； ； ， ； ２； E H H H H H H H H )5()4()3(,)(,)1(212121?∞∞（15分）
3、(15分)已知某含组分 1 和 2的二元溶液，可用 ln γ1=AX 22 , ln γ2=A X 12 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）G E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。
化工热力学答案课后总习题答案详解
化工热力学答案_课后总习题答案详解 第二章习题解答 一、问答题： 2-1为什么要研究流体的pVT 关系？ 【参考答案】：流体p-V-T 关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。（2）利用可测的热力学性质（T ，P ，V 等）计算不可测的热力学性质（H ，S ，G ，等）。只要有了p-V-T 关系加上理想气体的id p C ，可以解决化工热力学的大多数问题。 2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。 【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。 2）临界点C 的数学特征： 3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线； 4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。 5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。 6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。 7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。 2-3 要满足什么条件，气体才能液化？ 【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。 2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？ 【参考答案】：不同。真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有 ()() () () 点在点在C V P C V P T T 00 2 2 ==?? ?
关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，r P 和ω。 2-5 偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？ 【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。 偏心因子不可以直接测量。偏心因子ω的定义为：000.1)p lg(7.0T s r r --==ω ， ω由测定的对比温度为0.7时的对比饱和压力的数据计算而得，并不能直接测量。 2-6 什么是状态方程的普遍化方法？普遍化方法有哪些类型？ 【参考答案】：所谓状态方程的普遍化方法是指方程中不含有物性常数a ，b ，而是以对比参数作为独立变量；普遍化状态方程可用于任何流体、任意条件下的PVT 性质的计算。普遍化方法有两种类型：（1）以压缩因子的多项式表示的普遍化关系式 (普遍化压缩因子图法)；（2）以两项virial 方程表示的普遍化第二virial 系数关系式(普遍化virial 系数法) 2-7简述三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别。 【参考答案】：三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别在于为了提高对比态原理的精度，引入了第三参数如偏心因子ω。三参数对应态原理为：在相同的 r T 和r p 下，具有相同ω值的所有 流体具有相同的压缩因子Z ，因此它们偏离理想气体的程度相同，即),P ,T (f Z r r ω=。而两参数对应状态原理为：在相同对比温度r T 、对比压力 r p 下，不同气体的对比摩尔体积r V （或压缩因子z ） 是近似相等的，即(,) r r Z T P =。三参数对应状态原理比两参数对应状态原理精度高得多。 2-8总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。 【参考答案】： 由于范德华方程（vdW 方程）最 大突破在于能同时计算汽、液两相性质，因此，理论上讲，采用基于vdW 方程的立方型状态方程能同时将纯气体和纯液体的性质计算出来（最小值是饱和液体摩尔体积、最大值是饱和气体摩尔体积），但事实上计算的纯气体性质误差较小，而纯液体的误差较大。因此，液体的p-V-T 关系往往采用专门计算液体体积的公式计算，如修正Rackett 方程，它与立方型状态方程相比，既简单精度又高。 2-9如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？ 【参考答案】：对于混合气体，只要把混合物看成一个虚拟的纯物质，算出虚拟的特征参数，如Tr ，
北京化工大学《化工热力学》2016-2017考试试卷A参考答案
北京化工大学2016——2017学年第一学期 《化工热力学》期末考试试卷 班级： 姓名： 学号： 任课教师： 分数： 一、（2?8=16分）正误题（正确的画√，错误的画×，标在[ ]中） ［√］剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。 ［×］Virial 方程中12B 反映了不同分子间的相互作用力的大小，因此120B =的气体混合物，必定是理想气体混合物。 ［√］在二元体系中，如果在某浓度范围内Henry 定律适用于组分1，则在相同的浓度范围内，Lewis-Randall 规则必然适用于组分2。 ［×］某绝热的房间内有一个冰箱，通电后若打开冰箱门，则房间内温度将逐渐下降。 ［×］溶液的超额性质数值越大，则溶液的非理想性越大。 ［×］水蒸汽为加热介质时，只要传质推动力满足要求，应尽量采用较低压力。 ［×］通过热力学一致性检验，可以判断汽液平衡数据是否正确。 ［×］如果一个系统经历某过程后熵值没有变化，则该过程可逆且绝热。 二、（第1空2分，其它每空1分，共18分）填空题 （1）某气体符合/()p RT V b =-的状态方程，从 1V 等温可逆膨胀至 2V ，则体系的 S ? 为 21ln V b R V b --。 （2）写出下列偏摩尔量的关系式：,,(/)j i E i T p n nG RT n ≠???=?????ln i γ，
,,(/)j i R i T p n nG RT n ≠???=??????ln i ?, ,,(/)j i i T p n nG RT n ≠???=?????i μ。 （3）对于温度为T ，压力为P 以及组成为{x}的理想溶液，E V =__0__， E H =__0__，/E G RT =__0__，ln i γ=__0__，?i f =__i f __。 （4）Rankine 循环的四个过程是：等温加热（蒸发），绝热膨胀（做功），等压（冷凝）冷却，绝热压缩。 （5）纯物质的临界点关系满足0p V ???= ????， 220p V ???= ???? ，van der Waals 方程的临界压缩因子是__0.375__，常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。 二、（5?6=30分）简答题（简明扼要，写在以下空白处） （1）简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度（假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体）。 剩余焓： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值； ②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓vap H ?（饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓）； ③通过00()T ig ig ig p p T H C dT C T T ?=≈-? 计算理想气体的焓变； ④通过R ig vap H H H H ?=-?-?得到剩余焓。 逸度： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据G H TS =-得到Gibbs 自由能(,)G T p ； ②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵，计算得到Gibbs 自由能0(,)ig G T p ；
天津大学化工热力学试卷二
20 ～20 学年第 学期期末考试试卷 学院 化工学院 专业 化学工程与工艺 班 一、判断题：试判断对错，并写出原因或相应的公式（2分×5＝10分） 1． 熵增原理的表达式为：0≥?S （ ） 2．二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数（ ） 3． RK 方程中，常数b a ,的混合规则分别为 ∑∑==i i i M i i i M b y b a y a （ ） 4．无论以Henry 定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（ ） 5．烃类物系汽液平衡计算可以使用K 值法。 （ ） 二、简答题 （5分×7＝35分） 1． 写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式，并对流体流经泵和流经换热器的系统进行适当的简化。 2． 写出水在一定温度下的饱和蒸气压的获得方法。 3．有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积 22 22221111)()(bx x a b a V V bx x a b a V V --+=---+=- 式中：V 1和V 2是纯组分的摩尔体积，a 、 b 只是T 、P 的函数。试从热力学的角度分析这些方程是否合理 4． 写出局部组成的概念，并说明Wilson 方程和NRTL 方程的适用条件。 5． 请写出中低压下汽液相平衡的关系式。（其中：液相用活度系数表示，以 Lewis-Randall 规则为基准；汽相用逸 度系数表示）。 6． 说明基团贡献法的出发点、优点及局限性 7． 简述估算沸点下蒸发焓的方法 三、计算题（共55分） 1． （1）已知某饱和液体在273K 时，H m =0, S m =0，饱和蒸气压为1.27×105Pa ，若求478K ，68.9×105Pa 时该物质 蒸汽的H m 和S m ，请设计出计算路径，并画出图。 （2）请写出各步骤的焓和熵的计算公式。已知：该物质的饱和蒸气压方程为：T B A P s - =ln ，状态方程为:Cp RT pV m +=, 理想气体热容为：ET D C id m p +=,，式中各物理量均为国际单位制标准单位，A 、B 、C 、D 、 E 为常数。 2． 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：21/x x RT G E β= 式中：β为常数，两纯组元逸度分别为 *1f 和*2f ，单位为Pa, 1:-?mol J G E , T ：K, 求： （1） 以Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数1γ与2γ的表达式。 （2） 以Henry 定律为标准态的活度系数'1γ与' 2γ的表达式。 3．低压下丙酮（1）—乙腈（2）二元体系的汽液平衡中，汽液两相假定均可视为理想体系，查得丙酮、乙腈的饱和蒸气压方程如下： 15.4947 .29452874.16]502.7ln[93.3546 .29406513.16]502.7ln[21-- =-- =T p T p s s ,1s p s p 2 的单位为KPa ， T 的单位为K 。试求： （1） 当p 为85KPa, t 为55?C ，该体系的汽液平衡组成y 1, x 1 （2） 溶液中总组成为z 1=0.8，当p 为85KPa, t 为55?C ，该体系的液相分率以及汽液相组成y 1, x 1 （3） 当t 为55?C ，汽相组成y 1=0.5时相平衡压力与液相组成x 1 （4） 当t 为55?C ，液相组成x 1=0.35时的相平衡压力与汽相组成y 1
《化工热力学》第三版课后习题答案
化工热力学课后答案 第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 封闭体系中有两个相βα, 。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系； 达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相 等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态 压力相等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 二、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =() 1121T P P R C ig P ??? ? ??--， U =( )11 2 1T P P R C ig P ??? ? ? ?--，H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 C 绝热过程的 W =( ) ???? ????? ? -???? ??--112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，Q = 0 ，U = ( ) ??????????-???? ??-11211ig P C R ig P P P R V P R C ，H =1121T P P C ig P C R ig P ??????????-???? ??。
化工热力学本科试卷A
泰山学院课程考试专用 泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与 工艺专业本科2007～2008学年第一学期 《化工热力学》试卷A （试卷共8页，答题时间120分钟） 一、 判断题（每小题1分，共15 分。请将答案 填在下面的表格内） 1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。 2、对于确定的纯气体来说，其维里系数B 、C 、……只是温度的函数。 3、孤立体系的熵总是不变的。 4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。 5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为2。 6、理想溶液中所有组分的活度系数均为1。 7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。 8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于1。 9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化0H ?为负值。 10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。 11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 12、对于理想溶液的某一容量性质恒有0i i M M =。 13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电 能的做功能力大于热能。 14、无论以Henry 定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义标准态 逸度，混合物中组分i 的活度和逸度的值不变。 15、逸度与压力的单位是相同的。
二、填空题（1-5题每空1分，6-11题每空2分，共25分） 1、在相同的初态下，节流膨胀的降温效果 （大于/小于） 等熵膨胀的降温效果。 2、恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为 （以i M 表示）。 3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时， 形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最 的沸点。 4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同/不 同)的。 5、当过程的熵产生 时，过程为自发过程。 6、当化学反应的温度不发生变化时，对体积增大的气相反应，增大压力，反 应进度 ，加入惰性气体反应进度 。 7、已知平衡压力和液相组成，用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温 度时，在假设的温度下算出1i y <∑，说明假设的温度 ， 应 ，重新计算，直到1i y =∑。 8、正丁醇（1）和水（2）组成液液平衡系统，25℃，测得水相中正丁醇的摩 尔分数为0.00007，而醇相中水的摩尔分数为0.26，则水在水相中的活度系数为 ，水在醇相中的活度系数为 。 9、某换热器内，冷热两种流体进行换热，热流体的流率为 -1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从500K 降为350K,冷流体的流率 也是-1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从300K 进入热交换器，该换热器表面的热损失-187000kJ h Q =-?，则冷流体的终态温度t 2= K,该换热过程的损耗功W L = kJ/h 。设300K T Θ=，冷热流体的压力变化可以忽略不计。
空气调节考试题及答案(天大期末试卷)
《空气调节》试题（A 卷）答案 一、 填空题（每空2分，共24分） 1、室外气象参数的变化会引起空调系统 混合状态点的变化和围护结构负荷 的变化 。 2、窗玻璃的遮挡系数是指 实际窗玻璃 与 标准玻璃 日射得热量之比。 3、湿空气的相对湿度的定义式是%100?=b q P Pq φ。 4、空调中的瞬变负荷一般是指由于 人员、灯光、太阳辐射 等传热引起的冷负荷。 5、喷水室的设计计算的双效率法要求 ：（1）喷淋室实际所能达到的效率满足空气处理过程需要的两个效率。（2）水吸收的热量等于空气放出的热量。 二、 名词解释（每题5分，共20分） 1、贴附射流：由于贴附效应的作用，促使空气沿壁面流动的射流。具体讲，如果送风口接近顶棚，射流在顶棚处不能卷吸空气，因而射流上部流速大、静压小；而下部则流速小、静压大，使得气流贴附于顶棚流动，这种射流称为贴附射流。 2、机器露点：空气相应于冷盘管表面平均温度的饱和状态点；空气经喷水室处理后接近饱和状态时的终状态点。 3、PMV-PPD 指标：该指标用来描述和评价热环境。它综合考虑了人体活动程度、着衣情况、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度和空气湿度等6个因素。该热舒适指标比等效温度所考虑的因素要全面得多。 4、群集系数：在人员群集的场所，人员组成会随建筑物性质不同而有不同比例的成年男子、女子和儿童（2分），以成年男子为基准1（1分），群集系数是反映各类人员组成的比例（2分）。 三、 简答题（每题6分，共24分） 1、试写出管道均匀送风的三个条件，并说明在空调系统的风管设计中的主要调节方法。 答：两侧孔间的静压相等 ；测孔流量系数相等；增大出口角，使出口气流尽量垂直于管道侧壁。 空调系统中使：动压降等于之间的阻力损失，改变管道断面，控制动压降；加设挡板和短管 2、影响人体热舒适感的因素有哪些并说明它们是如何影响人体的散热量。 答：6因素。首先说明人体散热的方式，并分析空气温度、速度、湿度等因素的变化对人体散热的影响。 3、空调房间中常见的送、回风方式有哪几种它们各适用于什么场合
化工热力学习题集及答案
模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） T 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（ ） 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 T 温度下的过冷纯液体的压力P （ ） >()T P s <()T P s = ()T P s T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ ） >() T P s <() T P s =() T P s 纯物质的第二virial 系数B （ ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 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（ ） 第三virial 系数 第二virial 系数 无穷项 只需要理想气体方程 液化石油气的主要成分是（ ） 丙烷、丁烷和少量的戊烷 甲烷、乙烷 正己烷 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） 饱和液摩尔体积 饱和汽摩尔体积 无物理意义 偏心因子的定义式（ ） 0.7lg()1s r Tr P ω==-- 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- 1.0 lg()s r Tr P ω==- 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 关于偏离函数MR ，理想性质M*，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. * R M M M =- D. *R M M M =+ 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX2 = 0 b. X1dln γ1/dX 2+ X2 dln γ2/dX1 = 0 c. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX1 = 0 d. X1dln γ1/dX 1– X2 dln γ2/dX1 = 0 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）的偏摩尔量。 16 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将：( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 17．下列各式中，化学位的定义式是 ( ) 18．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,]) ([.)([.])([.)([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
化工热力学复习题及答案
第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）
(完整版)天津大学化工热力学期末测试题.doc
化工热力学期末模拟题 一、选择题 1、水处于饱和蒸气状态，其自由度为，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要 个独立状态参数的已知条件。 A、 0 B 、 1 C 、 2 D. 3 2、经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵。 A、增大 B 、减小 C 、不变 D 、可能增大，也可能减小 3、体系中物质 i 的偏摩尔体积V i的定义式为：。 A 、V i [ V i ]T ,v ,n j i B、V i [ V总 ]T , v,n j i n i n i C、V i [ V i ]T , p ,n j i D 、V i [ V总 ]T , p, n j i n i n i 4、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以。 A、提高初压 B 、提高初温 C 、降低排汽压力 D 、采用回热 5、流体（ T1、P1）经节流膨胀后，流体的温度必。 A、不变 B、下降 C、增加 D、前三者都可能。 6、范德华方程与 R－K 方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一 个实根，当存在三个实根时，最大的V 值是。 A、饱和液体体积 B、饱和蒸汽体积 C、无物理意义 D、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积 7、可以通过测量直接得到数值的状态参数是。 A、焓 B 、内能 C 、温度 D 、熵 8、有一机械能大小为 1000KJ，另有一恒温热源其热量大小为1000KJ，则恒温热源的热火用 机械能的火用。 A、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不能确定 9、冬天要给 -10 ℃房间供热取暖，消耗500Ｗ的功率给房间供热，采用可逆热泵循环、电 热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ A．前者 B. 两者相等 C. 后者 D. 没法比较。 10、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个 可逆过程的工质熵变为20KJ/ （ kg.K ），另一个不可逆过程的工质熵变KJ/ （kg.K ）。 A、大于 20 B、小于20 C、等于20 D、不能确定。
化工热力学答案解析
化工热力学第二章作业解答 2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式 解 （1）用理想气体方程（2-4） V ＝ RT P ＝68.3146734.05310 ??＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6） 从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ） 2 2.50.42748c c R T a p ==2 2.56 0.42748(8.314)(190.6)4.610???＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c c RT b p = =6 0.08678.314190.64.610 ???＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106 ＝ 5 8.314673 2.98710 V -?-?－0.553.224(673)( 2.98710)V V -+? 迭代解得 V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 (注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式 673 3.53190.6 r T T Tc === 664.053100.8814.610r P P Pc ?===? 因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。 由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1 B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6 ＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2 ＝0.138 代入式（2-43） 010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTc ω=+=+?= 由式（2-42）得 Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ???? =+=+?= ??? ???? V ＝1.390×10-3 m 3 ·mol -1 2.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算27 3.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3 ·mol －1 所需要的压力。实验值为3.090MPa 。 解： 从附录二查得CO 2得临界参数和偏心因子为 Tc ＝304.2K Pc ＝7.376MPa ω＝0.225
化工热力学习题集(附答案)
模拟题一 1. T 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（ c ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ a ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ b ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ a ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 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 ） 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 6. 液化石油气的主要成分是（ a ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ ） A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。
天津大学化工热力学期末测试题
化工热力学期末模拟题 一、 选择题 1、水处于饱和蒸气状态，其自由度为 ，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要 个独立状态参数的已知条件。 A 、 0 B 、 1 C 、 2 D. 3 2、经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵 。 A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、可能增大，也可能减小 3、体系中物质i 的偏摩尔体积i V 的定义式为： 。 A 、 i j n v T i i i n V V ≠??=,,][ B 、 i j n v T i i n V V ≠??=,,][总 C 、 i j n p T i i i n V V ≠??=,,][ D 、 i j n p T i i n V V ≠??=,,][总 4、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以 。 A 、提高初压 B 、提高初温 C 、降低排汽压力 D 、采用回热 5、流体（T 1、P 1）经节流膨胀后，流体的温度必 。 A 、不变 B 、 下降 C 、 增加 D 、 前三者都可能。 6、范德华方程与R －K 方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一 个实根，当存在三个实根时，最大的V 值是 。 A 、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积 C 、无物理意义 D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积 7、可以通过测量直接得到数值的状态参数是 。 A 、焓 B 、内能 C 、温度 D 、 熵 8、有一机械能大小为1000KJ ，另有一恒温热源其热量大小为1000KJ ，则恒温热源的热火用 机械能的火用。 A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不能确定 9、冬天要给-10℃房间供热取暖，消耗500Ｗ的功率给房间供热，采用可逆热泵循环、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ A ．前者 B. 两者相等 C.后者 D.没法比较。 10、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个 可逆过程的工质熵变为20KJ/（kg.K ），另一个不可逆过程的工质熵变 KJ/ （kg.K ）。 A 、大于20 B 、小于20 C 、等于20 D 、不能确定。
天津大学-2015学年工程光学期末考试试卷
天津大学工程光学（上）期末考试试卷 一．问答题：（共12分，每题3分） 1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？ 2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？ 3．显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？ 4．评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？ 二．图解法求像或判断成像方向：（共18分，每题3分） 1．求像A 'B ' 2．求像A 'B ' 3．求物AB 经理想光学系统后所成的像，并注明系统像方的基点位置和焦距 4．判断光学系统的成像方向 5．求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场 6．判断棱镜的成像方向 题2-3图 题2-2图
三．填空：（共10分，每题2分） 1．照明系统与成像系统之间的衔接关系为： ①________________________________________________ ②________________________________________________ 2．转像系统分____________________和___________________两大类， 其作用是：_________________________________________ 3．一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_________________, 该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。 4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________, 题2-4图 题2-5图 题2-6图
________________________和_______________________。 5．激光束聚焦要求用焦距较________的透镜，准直要用焦距较________的透镜。 四．计算题：（共60分） 1．一透镜焦距mm f 30'=，如在其前边放置一个x 6-=Γ的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位 置和焦距，并画出光路图。（10分） 2．已知mm r 201=，mm r 202-=的双凸透镜，置于空气中。物A 位于第一球面前mm 50处，第二面镀反射膜。该物镜所成实像B 位于第一球面前mm 5，如图所示。若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n 。（20分） 3．已知物镜焦距为mm 500，相对孔径101 ，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为 mm 400，物镜最后一面到像平面的距离为mm 300。 （1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（8分） （2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为mm 2，求望远镜的视觉放大率；（4分） （3）求目镜的焦距、放大率；（4分） （4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（6分） （5）望远镜的分辨率；（2分） （6）如果视度调节为折光度，目镜应能移动的距离。（2分） （7）画出光路图。（4分） 工程光学（上）期末考试参考答案 一． 简答题：（共12分，每题3分） 1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？ 答：摄影物镜的三个重要参数是：焦距'f 、相对孔径'/f D 和视场角ω2。焦距影响成像的大小，相对 孔径影响像面的照度和分辨率，视场角影响成像的范围。 2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？
化工热力学(第三版)课后答案完整版_朱自强
第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1 试分别用下述方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情 况下的摩尔体积id V 为 33168.314(400273.15) 1.381104.05310id RT V m mol p --?+= ==??? （2） 用RK 方程求摩尔体积 将RK 方程稍加变形，可写为 0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ （E1） 其中 2 2.50.427480.08664c c c c R T a p RT b p == 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =, c p =，将它们代入 a, b 表达式得
2 2.5 6-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??==???? 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m mol --??==??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.15 2.9846104.05310 V -?=+?? 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?-??????+? 355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为 3535 20.56335355 331 3.2217(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610673.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?-??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近 似为 3311.39010V m mol --=?? （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RT a V b V b p pV V b pb V b -=+-++-
(完整版)天津大学化工热力学期末试卷(答案)
本科生期末考试试卷统一格式（16开）： 20 ～20 学年第 学期期末考试试卷 《化工热力学 》（A 或B 卷 共 页） （考试时间：20 年 月 日） 学院 专业 班 年级 学号 姓名 一、 简答题（共8题，共40分，每题5分） 1. 写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。 答：封闭系统的热力学第一定律：W Q U +=? 稳流系统的热力学第一定律：s W Q Z g u H +=?+?+?22 1 2. 写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义，并写出舍项维里方程的 混合规则。 答：第二维里系数B 代表两分子间的相互作用，第三维里系数C 代表三分子间相互作用，B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关；舍项维里方程的混合规则为：∑∑===n i n j ij j i M B y y B 11，() 1 ij ij ij cij cij ij B B p RT B ω+= ，6.10 422.0083.0pr ij T B - =，2 .41 172.0139.0pr ij T B -=，cij pr T T T =，()()5 .01cj ci ij cij T T k T ?-=，cij cij cij cij V RT Z p = ，()[]3 3 1315.0Cj ci cij V V V +=，
()cj ci cij Z Z Z +=5.0，()j i ij ωωω+=5.0 3. 写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。 答：逸度定义：()i i i f RTd y p T d ?ln ,,=μ （T 恒定） 1?lim 0=??? ? ??→i i p py f 逸度系数的定义：i i i py f ??=φ 4. 请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。 答：剩余性质：是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差，即：()()p T M p T M M id ,,-='?；超额性质：是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差，即： id m m M M -=E M 5. 为什么K 值法可以用于烃类混合物的汽液平衡计算？ 答：烃类混合物可以近似看作是理想混合物，于是在汽液平衡基本表达 式中的1=i γ，i v i φφ=?，在压力不高的情况下，Ponding 因子近似为1，于是，汽液平衡表达式化简为：v i s i s i i i id i p p x y K φφ==。由该式可以看出，K 值仅仅与温度和压力有关，而与组成无关，因此，可以永K 值法计算烃类系统的汽液平衡。 6. 汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么？ 答：根据逸度系数的计算方程，需要选择一个同时适用于汽相和液相的状态方程，且计算精度相当。这种方程的形式复杂，参数较多，计算比较困难。