2011-化工热力学期末考试A闭卷及答案

2011-化工热力学期末考试A闭卷及答案
南京工业大学化工热力学试题（A ）卷资格（闭）
2011~2012年度第一学期使用班级化学工程与工艺专业09级2011.12
班级学号姓名成绩
1.单项选择题（每题1分，共40分）
本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表：
1．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. 0
1B B B ω=
B. 01B B B ω=+
C.
01c
c
BP B B RT ω=+ D. 01B B B ω=+ 2．关于化工热力学研究内容，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 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（）。

A. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定
4、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，处于中间的实根是。

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
5．某真实气体符合状态方程()
0.5RT a
P V b TV V b =
--+，a 、b 为常数。

则当该气体进行绝热膨胀时，膨胀后气体的温度。

A 、升高
B 、降低
C 、不变
D 、不能确定
6．流体流过保温良好的换热器、反应器、混合器等设备时稳流体系热力学第一定律的
最简数学表达式为
A.ΔH=-Ws
B. ΔH=Q
C. ΔH=0
D. ΔH ＋1/2Δu 2=Q
7．下列论述错误的是。

A ．P-R 方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。

B. R-K 方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。

C. 活度系数可以大于1也可小于1。

D.压缩因子可以大于1也可小于1。

8．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（）。

A. i i G μ=-
B. dT S dP V G d i i i -
---= C. ()i j n P T i i n nG G ≠?
=-
,,
D. ()i
j n nV T i i n nG G ≠?
=-
,, 9. 对于流体混合物，下面式子错误的是。

A
B 、 i i i V P U H +=
C i i i i U U =
D 、理想溶液的i i S S = i i G G =
10．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. 偏摩尔自由焓等于化学位。

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Van der Waals 状态方程的气体，有。

A. T
S R V V b
=-
-??
B. T S R V V b
=
-?? C. T
S R V V b
=
+??
D. T
S P V b V
=
-?? 13．对液相是非理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（）。

A. s
i i i y f x P =
B. s
i i i i y P x P γ=
C. s
s
i i i i y P x P ?=
D. s
i i i y P x P =
14.无论什么过程，根据热力学第二定律，孤立体系熵变（）。

A. =0
B. 0≤
C. >0
D. 0≥
15.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（空调）、电热
器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ A ．热泵 B. 两者相等 C. 电热器 D.没法比较。

16．要加热50℃的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（）
A.60℃的热水
B.80℃的热水
C.100℃的饱和蒸汽，
D. 120℃的过热蒸汽
17.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。

18．二元气体混合物的摩尔分数10.4y =，在一定的T, P 下，12??0.9181, 0.7812?
==，则此时混合物的逸度系数为。

A ．0.9097 B ．0.8333
C ．0.7849
D ．0.9192
19．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。

20. Wilson 方程在工程设计上获得广泛应用，以下不正确的描述为
A. 引入了局部组成的概念以及温度对活度系数的影响，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。

21．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 浓度的增加而减小，则B 的偏摩尔体积将随B 浓度的增加而( )
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 不一定 22．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 23．偏摩尔性质的表达式为。

A ．
()i
j n nV,T,i n nF ≠?
B ．
()i
j n P,T,i n nS ≠?
C ．
()i
j n P,T,i x nH ≠?
D ．
()i
j n P,T,i n nP ≠?
24．一封闭体系经过一变化，体系从25℃恒温水浴吸收热量7000kJ ，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
25．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
26．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。

27．二元非理想极稀溶液, 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 规则和拉乌尔规则.
28．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
29．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
D. 饱和汽相线，饱和液相线，超临界区
30．混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是。

A .i i
f x
f ∧∑=
；B . i f f ∧
∑=；
C . ln i
i i x f x f ∧
∑=
ln
； D . ln 0
ln f x f i ∑= 31．冰箱在夏天的制冷系数比在冬天的。

A ．相同
B ．低
C ．高
D ．不一定
32．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？
A 氦气
B 二氧化碳
C ．乙烷
D ．甲烷
33．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（）。

A. 沸点低
B. 冷凝压力低
C. 汽化潜热大
D. 较低的临界温度 34．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。

35．损失功也是过程可逆与否的标志，因此有。

A. 0L W T S =? 环
B. 0L W T S =? 体
C. ()
0L W T S S =?+? 环体
D. 0L W T S =-? 环
36、氨-水吸收制冷循环过程的制冷剂是 A 、氨 B 、水 C 、氨和水
37．相同的压力下，对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度。

A ．大
B ．小
C ．相同 38．制冷循环中制冷剂经过节流膨胀后的状态是。

A ．流体
B ．汽液混合状态
C ．饱和蒸汽或过热蒸汽39．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。

B ．只有当0>-T J μ，经节流膨胀后，气体温度才会降低。

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。

40．对理想溶液具有正偏差的体系，各组分的活度系数i γ .
A. >1
B. <1
C. =1
D. =0
2.问答题（共20分）
1）（4分）依据有效能的观点判断两股热流有效能的大小：（1）5kJ 、1000℃；（2）10kJ 、100℃。

设环境温度为25℃，环境压力为0.1 MPa, ，从计算分析可得出什么样的结论
2）（4分）指出真实溶液的超额焓H E
与混合过程焓变化ΔH 的关系并说明原因。

3）（4分）某纯流体若服从()p V b RT -=关系式，b 为常数，写出逸度系数的表达式。

4）（8分）分别画出一次回热循环和压缩制冷循环（节流膨胀）的T-S 图，并用箭头标明流体流动方向。

南京工业大学化工热力学试题（A ）卷资格（闭）答案
1.单项选择题（每题1分，共42分）
本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表：
2.问答题
1）解: 5kJ, 1000?C 的热量所具有的有效能是（T 0＝298K ）
-12732981*5=3.83 kJ （1.5分） 10kJ, 100?C 的热量所具有的有效能是（T 0＝298K ）
-3732981*10＝2.01 kJ （1.5分）
由此可见，5kJ, 1000?C 的热源比10kJ, 100?C 的热源的有效能高。

（1分）
2）答：id E
H H H
-= i i H H x H ?=-∑
对于理想溶液：id
i i H
x H =∑
∴ H H E
=
3）解ln Pb
i RT
=
4）回热循环（4分）制冷循环（4分）。