矿大北京化工热力学练习计算题

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化工热力学习题集(附标准答案)

化工热力学习题集(附标准答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：模拟题一一．单项选择题（每题1分，共20分）本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表：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 sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ B ）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 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. 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（ B ）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 ）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（ B ）A. 1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=-⎪ ⎪⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z xZ 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（ C ）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 ( B )（A ）纯物质无偏摩尔量。

矿大(北京)化工热力学练习(计算题)

1、有一水泵每小时从水井抽出1892kg 的水并泵入储水槽中，水井深61m ，储水槽的水位离地面18.3m ，水泵用功率为3.7KW 的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45％。

储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。

在冬天，井水温度为4.5℃,为防止水槽输出管路发生冻结现象，在水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保持在7.2℃，试计算此加热器所需净输入的热量。

【解】：流动体系由水井、管路、泵、加热器和储水槽组成。

计算基准：以一小时操作记，稳流过程：212s s Q W m h g z u ⎛⎫+=∆+∆+ ⎪⎝⎭-19.8179.3777.933kJ kg g z ⋅∆=⨯=⋅0212=∆u3-1-13.7100.453168.08J kg 3.168kJ kg 189213600s N W Q ⨯⨯===⋅=⋅⨯水热容：3-1-14.18410J kg K P C =⨯⋅⋅()3-14.184107.2 4.511296.8kJ kg P h C T ∆=∆=⨯⨯-=⋅s Q mw =-+212m h g z u ⎛⎫∆+∆+ ⎪⎝⎭()-1-1-11892 3.16811.2970.77816851.7kJ h 8.906kJ kg 4.68kJ s=-++=⋅=⋅=⋅2、为远程输送天然气,采用压缩液化法。

若天然气按甲烷计算，将1kg 天然气自0.09807MPa 、27℃绝热压缩到6.669MPa ,并经冷凝器冷却至27℃。

已知压缩机实际的功耗为-11021kJ kg ⋅,冷却水温为27℃。

试求冷凝器应移走的热量，压缩、液化过程的理想功、损耗功与热力学效率。

已知甲烷的焓和熵值如下压力()MP a 温度（℃）h ()-1kJ kg ⋅s ()-11kJ kg K -⋅⋅0.09807 27 953.1 7.067 6.66727886.24.717甲烷:10.09807aP Mp =.1012.27 6.669Q a t C P Mp ==−−−→=2?2327Q t t C =−−−→=已知:-11021kJ kg s W =⋅ 027t C =求：2?Q = 压缩.汽化过程?id W = ?L W = ?a η= 解：压缩过程:-11953.1kJ kg h =⋅ -1-117.067kJ kg K s =⋅⋅ -12886.2kJ kg h =⋅ -1-12 4.717kJ kg K s =⋅⋅()()-10886.2953.13004.7177.067638.1kJ kg id W H T S =∆-∆=---=⋅12s H Q Q W ∆=++ 10Q =、-1886.2953.166.9kJ kg H ∆=-=-⋅ -1266.910211087.9kJ kg s Q H W =∆-=--=-⋅-1-110873.63kJ kg K 300swr S ∆=+=⋅⋅ ()()-103004.7177.067 3.63382.9kJ kg L sys swr W T S S =∆+∆=-+=⋅638.10.6251021id a s W W η=== (损耗功:或:-11021638.1382.9kJ kg L s id W W W =-=-=⋅)3、有一温度为90℃、流量为-172000kg h ⋅的热水和另一股温度为50℃、流量为-1108000kg h ⋅的水绝热混合。

化工热力学练习题

fˆ1, fˆ2 , fˆ3 。
( ) 解： lnϕˆ1
=
⎡∂ ⎢ ⎣
n lnϕ ∂n1
⎤ ⎥ ⎦ T ,P,{n}≠2,3
= d (0.2n1n2
n − 0.3n1n3 dn1
n + 0.15n2n3
=
αx
2 2
+
βx23
（α, β
是常
数），则溶质组分的活度系数表达式是 ln γ 2
=
2α
+ 3β 2
x12
− βx13 。
解：由 x1d lnγ 1 + x2d lnγ 2 = 0 ，得
( ) [ ] d lnγ 2
=
−
x1 x2
⎜⎜⎝⎛
d lnγ dx2
1
⎟⎟⎠⎞dx2
=
−
x1 x2
2αx2 + 3βx22 dx2 =
V1
4. 某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 H1 = a1 + b1x22和H2 = a2 + b2 x12 ，则b1 与 b2的关系是 b1 = b2 。
5. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系 x1d ln γ 1 + x2d ln γ 2 = 0 。
6.
常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的活度系数为 ln γ 1
因为
Z = 1 + BP ，或 nZ = n + nBP
RT
RT
所以
（T，x为一定数）
Zi
=
⎜⎜⎝⎛
∂nZ ∂ni
⎟⎟⎠⎞T ,P,{n}≠i
=1+
P RT
⎜⎜⎝⎛
∂nB ∂ni

化工热力学习题集(附答案)教学内容

化工热力学习题集（附答案）模拟题一一•单项选择题（每题1分，共20分）本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表: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. >P S TB.<P S TC.=P S T3. T温度下的过热纯蒸汽的压力P（）A. >P S TB.<P S TC.=P S T4.纯物质的第二viriaI系数B（）A仅是T的函B是T和P的函C是T和V的函D是任何两强度性质的函数数数数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. 第三viriaI系B.第二virial系C.无穷项D.只需要理想气体方数数程6.液化石油气的主要成分是（）A.丙烷、丁烷和少量的B.甲烷、乙烷C.正己烷戊烷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. ©（戌片“ 1B. ©（戌片山1。

Ig（ F>S）Tr 1.09.设Z为x，y的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（）A.Zx x Z y y上1y zB.Zxxy y Zy1Z xC.Z x y1D.Z y y1x y y Z Z x x y x Z Z x 10.关于偏离函数M R，理想性质M*，下列公式正确的是（)A.M R M*MB.M R M 2M*C.M R M*M D.M*M RM11.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。

12. 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=n RT。

（ E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。

(完整版)化工热力学习题集锦

第一章绪论一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)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、(1分)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内部原因。

（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。

3、(1分)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.相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题，3分) 1、(1分)C 2、(1分)B 3、(1分)C第二章流体的PVT 关系一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)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2、(1分)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 c3、(1分)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. 34、(1分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为__________A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m5、(1分)下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是__________AK kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833 B 1.987cal/kmol K C 82.05 K atm cm /3⋅ D 8.314K kmol J ⋅/6、(1分)超临界流体是下列条件下存在的物质。

矿大(北京)化工热力学练习(计算题)学习资料

矿大(北京)化工热力学练习(计算题)1、有一水泵每小时从水井抽出1892kg 的水并泵入储水槽中，水井深61m ，储水槽的水位离地面18.3m ，水泵用功率为3.7KW 的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45％。

储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽内的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。

【解】：流动体系由水井、管路、泵、加热器和储水槽组成。

若天然气按甲烷计算，将1kg 天然气自0.09807MPa 、27℃绝热压缩到6.669MPa ,并经冷凝器冷却至27℃。

已知压缩机实际的功耗为-11021kJ kg ⋅,冷却水温为27℃。

试求冷凝器应移走的热量，压缩、液化过程的理想功、损耗功与热力学效率。

已知甲烷的焓和熵值如下压力()MP a 温度（℃）h ()-1kJ kg ⋅s ()-11kJ kg K -⋅⋅0.09807 27 953.1 7.067 6.66727886.24.717甲烷:10.09807a P Mp =. 1012.27 6.669Q a t C P Mp ==−−−→=o2?2327Q t t C =−−−→=o已知:-11021kJ kg s W =⋅ 027t C =o求：2?Q = 压缩.汽化过程?id W = ?L W = ?a η= 解：压缩过程:-11953.1kJ kg h =⋅ -1-117.067kJ kg K s =⋅⋅-12886.2kJ kg h =⋅ -1-12 4.717kJ kg K s =⋅⋅()()-10886.2953.13004.7177.067638.1kJ kg id W H T S =∆-∆=---=⋅12s H Q Q W ∆=++ 10Q =、-1886.2953.166.9kJ kg H ∆=-=-⋅ -1266.910211087.9kJ kg s Q H W =∆-=--=-⋅-1-110873.63kJ kg K 300swr S ∆=+=⋅⋅ ()()-103004.7177.067 3.63382.9kJ kg L sys swr W T S S =∆+∆=-+=⋅638.10.6251021id a s W W η=== (损耗功:或:-11021638.1382.9kJ kg L s id W W W =-=-=⋅)3、有一温度为90℃、流量为-172000kg h ⋅的热水和另一股温度为50℃、流量为-1108000kg h ⋅的水绝热混合。

化工热力学习题集(附答案).

模拟题一一．单项选择题（每题1分，共20分）本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表：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 sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ B ）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 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（ B ）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 ）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（ B ）A. 1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=-⎪ ⎪⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z xZ 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（C ）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 ( B )（A ）纯物质无偏摩尔量。

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（）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. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 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 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. 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. 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 xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D. 1y Z xZ 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。

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3-1 试推导方程物、CdVJr=7(虫)—p 式中7\ V 为独立变量。

2- 1使用下述三种方法计算ikmol 的甲烷贮存在容积为().124611?、温度为5()°C 的容器中所产生的压力是多少？(1) 理想气体方程： (2) Redlich-Kwong 方程； (3) 普遍化关系式。

2- 2欲将25kg, 289K 的乙烯装入O.ln?的刚性容器中，试问需加多大压力？2- 3分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K, 2.5MPa 下正丁烷的摩尔体积。

已知实验值为 1480.7cm 3 • moF 1.2- 4试用下列方法求算473K, IMPa 时甲醇蒸气的Z 值和V 值：(1) 三项截尾维里方程式(2-6),式中第二、第三维里系数的实验值为：B= -219cm 3 ・ mol -1 C= -17300 cm 6 • mol -2(2)Redlich-Kwong 方程； (3) 普遍化维里系数法。

2- 5某气体的pvT 行为可用下述在状态方程式来描述：Q pV = RT + b-2- 6试计算含有3()% (摩尔)氮气(1)和70% (摩尔)正丁烷(2)的气体混合物7g,在188°C 和 6.888MPa条件下的体积。

已知：8〃=14 cm 3 • mol",位2= -265 cm 3 • mol -1, B/2= -9.5 cm 3 • m ol"。

2- 7分别使用下述方法计算171°C, 13.78MPa 下二氧化碳和丙烷的等分子混合物的摩尔体积。

已知实验值为 0.199m 3 - kmol -1(1) 普遍化压缩因子关系式； (2) Redlich-Kwong 方程。

2- 8有一气体的状态方程式。

及人是不为零的常数，则此气体是否有临界点呢？如果有，用。

、b 表示。

如果没有，解释为什么没有。

2- 9在体积为58.75ml 的容器中,装有组成为66.9% (摩尔比)田和33.1%CH 4混合气lmoL 若气体温度为273K,试求混合气体的压力。

化工热力学计算题

计算题，仅供参考，公式一般没问题，可能会存在计算的错误哈第三章一、内插法 1、初态时，slm 1=0435.105.01=SLL V VSVV svV V m 11=SVsvSLsl sv sl t U m U m U m m m 1111111.............+=+=终态时为饱和蒸汽，ttt SVm m V V 12==（注意单位转换）根据内插法，5.25250.25635.252549.1567.2149.1522--=--SVSVU V ，解得U 2sv=2556.7J/gU 2=m t U 2sv 因为恒容，故所需热量为Q=U2-U1 3、初态时SVt V Vt m 1=U 1=m t U 1sv终态时，一半的蒸汽冷凝，故ml=mv=0.5mt SVtt SVV m V V 1225.0==根据内插法，19.80665.85019.8060.25903.25950.25904.1275.1564.127222--=--=--SLSVSVU U V)(5.022222SVSLt SVV SLL U U m U m U m U +=+=因为恒容，故导出热量为Q=U2-U1二、干度2、⑴70℃时，干度为95%的湿蒸汽的H=95%Hsv+5%Hsl S=95%Ssv+5%Ssv ⑵因为S ＞6.0701J/(g ·k)，故为过热蒸汽状态。

由内插法2568.64553.62568.64.6280320280--=--T2568.64553.62568.64.68.29014.30158.2901--=--H 解得温度T 、H第四章 4-13⑴725.1235.096.1])235.096.1([])ln ([ln)(,,11)(,,111=-=∂-∂=∂∂=≠≠∧i j nj P T i j nj P T n n n n f n x f（此处不懂得看高数课本微积分哈）解得，f1帽子/x1，继而求得f1帽子，f2帽子同理⑵6125.5lim11111==∧→x f f x ，同理可求f2四、计算题㈡偏摩尔性质、过量性质、超额性质2、⑴H=90x1+50x2+x1x2（6x1+9x2）=503124931211++-x x x ，则211192449x x dx dH +-=312111116212499)1(x x x dx dH x H H -+-=-+=312111261250x x dx dH x H H -+=-=⑵9060212499lim 1111=-+-==→H H x 50lim 2122==→H H x⑶99lim 1011==→∞H H x 56lim 20221==→∞H H x⑷3121122113129)(x x x H x H x H H +-=+-=∆ (此外，H H E∆=)㈢逸度、活度系数、超额性质2、⑴因为21458.0x x RTGE=，故21212,,11,,])458.0([])/([ln n P T n nn n n RT nG n P T E∂∂=∂∂=γ222122212458.0458.0458.0)1458.0(458.0x x x x nn n x =-=-+=则22458.01x =γ ，同理可得21458.02x =γ458.01011lim==→∞γγx 458.02022lim==→∞γγx⑵1111111ˆγγx p x p f s l l ≈= 2222222ˆγγx p x p f sl l ≈=222111ˆlnˆlnln x f x x f x f += 解得lnf⑶1112,1limx f H lx ∧→= 2221,2limx f H lx ∧→=⑷∞*=111γγγ ∞*=222γγγ1、⑴10ˆlim11111==→*x f f x⑵40ˆlim11012,1==→x f H x⑶2111111364ˆx x x f f +-==γ⑷12,111ˆx H f =*γ3、2,,111])ln ([ˆlnn P T n f n x f ∂∂= 即可求得f1帽子，同理可求f2帽子11111ˆlimx f f x →=，同理可求f2第五章㈠理想体系 5-21⑴TC B A p s+-=1111ln T C B A p s+-=2222ln 即可求得泡点压力p1、p2对于理想体系，根据i sii x p py =，有122121y x y x p p ss =，两边取对数得122121lnln ln y x y x p p ss =-即可求得y1、y2⑵又上题可知，==-122121lnln ln y x y x p p ss -+-TC B A 111)(222TC B A +-，即可求得温度T ，根据TC B A p s+-=1111ln TC B A p s+-=2222ln 即可求得p1、p2对于理想体系2211x p x p p ss+=，带入求得压力p ⑶冷凝率根据TC B A p s+-=1111ln TC B A p s+-=2222ln 得p1、p2又2211x p x p p ss+=得x1、x2 又111x p py s= 222x p py s=得y1、y2根据3.0)1(21=+-=ly y l z ，解得冷凝率l （此处z 为题目中的y1，与上式解得的y1不同）㈡半理想体系2、⑴根据i i si i x p py γ=即可求得γ1、γ2⑵根据2211ln ln γγx x RTGE+=，可求得RTGE⑶2211ln ln x RTx x RTx G G E ++=∆ 可得ΔG/RT 4-26⑴因为气相11ˆpy f v = 22ˆpy f v = 又v v vf f f 21ˆˆ+=，21py py p +=，可得p f v=⑵根据TC B A p s+-=1111ln TC B A p s+-=2222ln 求得p1、p2根据)()ln(ln 11,221,222,112,1122,11x x x x x x x i Λ-Λ-Λ-Λ+Λ+-=γ（忘记分母是加还是减了，可查课本哈），同理可求γ 2带入1111ˆγx p f s l = 2222ˆγx p f s l =中求得液相组分逸度l f 1ˆ、lf 2ˆ㈣共沸混合物3、⑴2221212,,11,,])([])/([ln Bx n P T n nn Bn n RT nG n P T E=∂∂=∂∂=γ，同理得212ln Bx =γ⑵221Bx =γBx ==→∞1011lim γγ，则688.27.14ln ln 1===∞γB⑶因为为恒沸点组成，故xi=yi 根据i i sii x p py γ=得i s ip p γ=，则2122211221ln ln lnln Bx Bx pp s s-=-==γγγγ代入数值得恒沸点组成x1、x2 根据11γsp p =求得平衡蒸汽总压p ⑷2211ln ln x RTx x RTx G G E++=∆。

化工热力学习题解答五～七章10级

1378.96kJ / kg
例题
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18
WS H H2' H1 2554.4 3373.3 818.9kJ / kg
Ex环 WS 818.9kJ / kg Ex总 Ex体＋Ex环＝ 1378.96＋818.9＝ 560.06kJ / kg
SH2O

mC p
ln T2 T1
10 4.186 ln 333 6.077kJ / K 288
例题
3.4×105Pa的饱和蒸汽的冷凝温度为137.84℃（411K）
S汽＝
Q T

1883.7 411

4.583kJ
/
K
S总＝SH2O S汽＝6.077-4.583＝1.494kJ/K
饱和蒸汽 P2' 0.04 105 Pa H2' 2554.4kJ / kg S2' 8.4746kJ / kg K
Ex体 H T0S H2' H1 T0 S2' S1 2554.4 3373.3 2988.4746 6.5952
3.4×105Pa 饱和蒸汽
3.4×105Pa 饱和液体
H1 2817.66kJ / kg S1 7.2058kJ / kg K
H2 579.76kJ / k例g 题
S2 1.7164kJ / kg K
根据能量衡算，确定蒸汽用量
m汽 H2 H1 ＝-1883.7
m汽＝
例题
解：
H

g Z

1 u2 2

Q WS

化工热力学_习题集(含答案)

C.分子的极性D.随便选则
4.纯物质的第二Virial系数B（）。
A．仅是T的函数B.仅是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.纯物质p—V图临界等问线上临界点的特性是（）。
A. B.
C. D.
6.对于均相系统，等于（）。
A.0B.cp/cv
C.RD.
7.一气体符合p=RT/（V-b）的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2，则系统的ΔS为（）
H（kJ·kg-1）
S(kJ·kg-1·K-1)
H2O(l)
298
104.8
0.3666
H2O(s)
273
-334.9
-1.2265
68.设有一台锅炉，水流入锅炉是之焓为62.7kJ·kg-1，蒸汽流出时的焓为2717 kJ·kg-1，锅炉的效率为70％，每千克煤可发生29260kJ的热量，锅炉蒸发量为4.5t·h-1，试计算每小时的煤消耗量。
33.单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列（）有关。
A.损耗功B.理想功
C.环境温度D.有效能
34.在流体流动过程和换热过程中，下列哪一项的大小影响过程的经济性（）。
A.过程的理想功B.过程的损耗功
C.流体的流速D.冷热流体间的温差
35.下列叙述（）是正确的。
A.等熵膨胀的冷冻量要比节流膨胀的冷冻量大
A.理想混合溶液的体积和焓变化为零
B.理想混合溶液的熵和自由能变化不为零
C.M=A，S和G时，超额性质等于混合性质
D.M=V，U，H，Cp，CV和Z时超额性质为混合性质
22.理想气体流过节流阀，其参数变化为（）。
A. ∆T=0，∆S=0B. ∆T=0，∆S>0

北京化工大学化工热力学考试试卷A参考答案

北京化工大学2016——2017学年第一学期《化工热力学》期末考试试卷课程代码C H E33500T班级：姓名：学号：任课教师：分数：题号一二三四总分得分一、（28=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21lnV bR V b--。

（2）写出下列偏摩尔量的关系式：,,(/)j iE i T p n nG RT n ≠⎡⎤∂=⎢⎥∂⎣⎦ln i γ，,,(/)j iR i T p n nG RT n ≠⎡⎤∂=⎢⎥∂⎣⎦ˆln i ϕ, ,,(/)j ii 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__，ˆi 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。

化工热力学考试题和答案

化工热力学考试题和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工热力学中，下列哪个参数是状态函数？A. 热量B. 功C. 焓D. 熵答案：C2. 理想气体的内能仅与下列哪个参数有关？A. 压力B. 体积C. 温度D. 摩尔数答案：C3. 根据热力学第二定律，下列哪个过程是不可能发生的？A. 自然界中热量自发地从高温物体传递到低温物体B. 自然界中热量自发地从低温物体传递到高温物体C. 气体自发地膨胀做功D. 气体自发地收缩做功答案：B4. 熵变ΔS的计算公式为：A. ΔS = Q/TB. ΔS = ΔH/TC. ΔS = ΔU/TD. ΔS = ΔG/T答案：A5. 根据吉布斯自由能变化（ΔG）的符号，下列哪个过程是自发的？A. ΔG > 0B. ΔG < 0C. ΔG = 0D. ΔG可以是任意值答案：B6. 理想气体在等温过程中的压缩因子Z是多少？A. Z > 1B. Z < 1C. Z = 1D. Z = 0答案：C7. 相律的表达式为：A. F = C - P + 2B. F = C - P + 1C. F = C - P - 1D. F = C - P - 2答案：B8. 理想溶液的混合热ΔHmix是多少？A. ΔHmix > 0B. ΔHmix < 0C. ΔHmix = 0D. ΔHmix可以是任意值答案：C9. 根据范特霍夫方程，下列哪个参数与反应的平衡常数K有关？A. 温度B. 压力C. 摩尔数D. 体积答案：A10. 真实气体的压缩因子Z与理想气体的压缩因子1相比，通常：A. Z > 1B. Z < 1C. Z = 1D. Z可以是任意值答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式为：ΔU = Q - W，其中ΔU代表______，Q代表______，W代表______。

答案：内能变化；热量；功2. 根据热力学第二定律，不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化，这被称为______。

北京化工大学——化工热力学第六章习题解答

6-8试用RK 方程求正丁烷在460K,1.5MPa 时的逸度及逸度系数6-9试估算丙烯蒸气在478K,6.88MPa 时的逸度Pa 343.15.18956.08956.01103.003485.03839.4)03161.089127.0ln(189127.0)ln(1ln 03485.089127.003161.089127.0ln ln 89127.01)03161.0(03161.003161.03839.403161.01)(103161.0082.13948.008664.03839.4082.108664.042748.03948.0799.35.1082.12.425460T T T Pa 799.3p K2.425112/32/3c r c c M p f qI Z Z Z Z I Z Z Z Z Z Z Z Z q Z RK T p T q p p p M T B k k k k k k k r r rc r =⨯=⋅=∴=∴-=⨯----=----=∴=+=+=∴==+-⨯⨯-+=+--+=∴=⨯=Ω==⨯=Ω=∴======∴==+--ϕϕβϕββββββψ逸度逸度系数进行迭代，得初始值方程，汽相：，正丁烷查附录解：8002.03.1-4.131.1-3.18395.02.1-5.1489.1-2.1-8690.02.1-5.1489.1-5.1-3.1-4.131.1-4.17943.02.1-5.1489.1-2.1-8318.02.1-5.1489.1-5.15489.1620.488.6310.10.365478T T T Pa 620.4p K0.3651c r c c =⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯======∴==）（）（）（）（）（）（由内插法得查附录，丙烯查附录解：B p p p M T B c r6-10利用水蒸气表确定过热蒸汽在200℃,1MPa 时的逸度及逸度系数6-11试求液态CHClF 2在305K,14MPa 下的逸度.已知CHClF 2在305K 时的饱和蒸气压为0.267MPa,该温度下饱和蒸气的压缩因子Z=0.932,液体的平均比容为4.8×10^(-4)m ³/kg948.010009489488544.69668.9-6940.6-15.4737.2879-9.2827314.8015.18ln1K kg /6940.6kg/9.28271)(15541200K kg /9668.9kg/7.287911200)()(1ln)(1ln *)(1ln 8544.6**********=====∴=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=∴⋅===⋅====⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=∴-=-=∴=p f kPa ef f f A mol S H KJ S KJ H MPa p A kPa kPa KJ S KJ H kPa p f kPa A S S T H H R ff TS H G G G RT ff p dG RTf d i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ϕ逸度系数逸度）（）式的数值带入（的数值需要变为每和）（时皆可适用时，式至饱和压力℃，且压力由在温度为）（据为在此状态下参考点的数体，下水蒸气可当作理想气℃和假设得表示）积分到压力态（以在相同温度下，从基准温度为常数解：Pa60.588.68137.08137.01194.18002.01194.18002.0148.01010M p f =⨯=⋅=∴=⨯=⨯=∴==∴ϕϕϕϕϕϕω逸度同理由内插法得）（6-14试根据下列状态方程，计算摩尔分数为0.30氮气（1）和0.070正丁烷（2）的二元气体混合物，在461K 和7.0MPa 时氮气的逸度系数：①virial 方程 ②RK 方程Pa3224.0267.09643.0/m 10152.4/5.86/m 108.4/5.862195.351129643.09806.09684.09806.09684.050537.0975.4267.08261.02.369305T T T 215.0Pa975.4p K2.3691652210)267.014(305314.810152.4)(3534215.01010c r c c 2M eep f molmol g kg V molg M B p p p M T CHClF B s l p p RT V s s l lCHClF CHClF s c s sr=⨯⨯=⋅⋅=∴⨯=⨯⨯=∴=⨯+++==⨯=⨯=∴========∴===⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯-⨯⨯⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡----ϕϕϕϕϕϕωω逸度由内插法得查附录，查附录解：）（方程）（）（）（由定义知方程）（解：正丁烷RK y B RTp mol cm B B B virial N N 2263.1233.02327.014461314.87)(ln /23226541-5.9-2-212221*********111212=∴=⨯+⨯⨯=⋅+=∴=+⨯=∴-=ϕδϕδδ622.80737.26/35051.107242.0/799.34.3/0824.16529.32.4252.126/1325.06--⋅⋅⋅⋅mol cm b mol K m Pa a MPa p T K T c r c 正丁烷氮气组分6-15分别用溶解度参数法和Margulars 方程计算环己烷（1）-苯（2）体系在313.15K ，液相摩尔组成为x 1=0.4时，两组分的活度和活度系3106.127046.014650.060499.0)11772.074627.0ln()174627.0(457.64737.26)ln()1(ln 60499.0)457.64737.2679962.035051.107242.07.0207242.03.02(2365.2))(22(14650.074627.011772.074627.0ln ln 74627.0,1)(111772.0461314.87457.642365.2461314.8457.6479962.0457.64622.807.0737.263.079962.035051.107242.07.03.0235051.17.007242.03.0)(2737.264.32.126314.808664.008664.007242.0104.32.126314.86529.342748.042748.022262112/1212111113121125.06222/121212221211325.06222/1222/1=∴=⨯--⨯-⨯=----=∴=-⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=-+==+=+=∴==+--+=∴=⨯⨯===⨯⨯==∴⋅=⨯+⨯=+=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=++=∴⋅=⨯⨯=⨯=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=+------N N k k k k c c N c c rN I q Z Z b b bb a a a y a y q q Z Z I Z q Z Z Z Z q Z RT bp bRT a q molcm b y b y b mol K m Pa a a y y a y a y a mol cm p RT bmol K m Pa p T R T a ϕβϕβββββββ进行迭代，得代入初始值混合物参数以氮气为例：数，并讨论比较6-17某温度下,一个二元汽液相平衡体系有如下三组数据,如果气相可作为理想气体,试分析在选择活度系数模型时,该体系对Margules 模型或van Laar 模型何者更为适宜？已知两个组分在平衡温度下的[][]6163.06.00272.10272.14222.04.00554.10554.102681.0ln 05391.04.0)1640.01462.0(21640.06.0)(2ln 1462.01640.0arg )2(6130.06.00217.10217.14243.04.00608.10608.1021450.0ln 059060.0)54.1855.16(15.313314.86.0856.107)(ln )/(54.18)/(55.16856.10715.313314.832170/91.32/17.3215.313)11(78.3098.29//130.1284.1//212.0213.01.5624.553/3.3539.353/112222111122112211222121122222111122222122112/1322/131112138.01,2,123=⨯====⨯===∴==⨯-⨯+⨯=-+=∴===⨯====⨯===∴==-⨯⨯⨯=-⋅=∴==⨯-=-∆=∴=∆=∆∴--∆=∆∆x r a r x r a r r x A A A x r A A ules M x r a r x r a r r RT x V r m MJ m MJ V RT H molKJ H mol KJ H K T T H H mol KJ H g cm V K T K T B llvap vap vap br br vap vap vap l c b 同理可得模型同理可得同理可得时的蒸发焓分别为苯环己烷组分查附录）溶解度参数法（解： δδδδω饱和蒸气压分别为0.448MPa 和0.3241MPa6-18测定几个温度下液态氩（1）-甲烷（2）系统的超额Gibbs 能，得到下列表达式：式中参数A 和B 的数值如下：计算112.0K,x 1=0.5时：可得到气相可设作理想气体解：∴=⋅⋅=⋅∴∑ii E i i si i r x RT G x r p r p ln / -------------------000.000.0000.100.1448131.0159.3599.0334.091.0455.025.0545.075.07.248714.0400.1350.0061.076.0622.050.0378.050.08.276143.1875.0164.0008.068.0812.075.0188.025.08.30100000.100.1000.000.01.324///ln ln /2121212211EE E G RT x x RTx x G RT G r r y x y x KPap 模型应采用求得和最小二乘法拟合曲线Laar van R R R R x G RT x x x RT x x G E E ∴==222122211211219996.09092.0-/-/ [])21(/121x B A RT x x RT G E -+=(1) 氩和甲烷的活度系数； (2) 液态混合物的混合热； (3) 液态混合物的超额熵 [][][][])/(189.00.11253.6875.89/53.68)5.021(0118.02944.05.05.00.112314.8)21()3(/75.89000861.00.10974.115)/()/()/()/(0)2(080.1073.107065.05.0)3062.02826.0(23062.05.0)(2ln 2826.00118.02944.03062.00118.02944.08011.02944.0120)1(1210.10974.115.221211221122212112k mol J T G H S molJ x B A x RTx G molJ H RT G RT G T RT G T RT G RT HH H r r x A A A x r B A A B A A B A E E EE mix KE K E E xp E Emix id mix ⋅=-=-=∴=⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯=-+==∆∴=--=∂∂⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂==∆∴=∆==∴=⨯-⨯+⨯=-+=∴=-=-==+=+=∴== 同理可得℃时解：。

矿大(北京)化工热力学习题讲解

4、蒸汽动力循环装置热力学分析表明，有效能损失一般主要在。（A ） A. 锅炉 B. 汽轮机 C. 冷凝器
5、对理想溶液而言，下列各式不能成立的是。（ B ） A. B. G G C.
Vi Vi
i
i
Hi Hi
二、简答题（略）
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。
一、判断题：
1、熵增原理的表达式为： S 0
熵增原理的表达式为： S 隔离系统 0 或
（×）
S 系统＋ S 环境 0来自2、二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数。（√）
二阶舍项维里方程可以适用于压力不高的气体的pVT关系计算，由于逸度系数的计算需要使用相应条件下的状态方程，因此二阶舍项维里方程可以用于压力不高（小于1.5MPa）情况下的纯物质逸度系数的计算。
因为纯物质的饱和蒸汽压代表了汽液平衡时的压力。由相律知，纯物质汽液平衡状态时自由度为1，若已知T，其蒸汽压就确定下来了。已知常数的状态方程中，虽然有P、V、 T三个变量，但有状态方程和汽液平衡准则两个方程，所以，
就能计算出一定温度下的蒸汽压。）
7. 混合物汽液相图中的泡点曲线表示的是饱和汽相，而露点曲线表示的是饱和液相。（×）
正好相反
8. 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。（×）
（在共沸点时相同）
9. 由（1），（2）两组分组成的二元混合物，在一定T、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 x1 , y1 若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T、P下使体系重 ' ' 新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 x1 , y1

(完整word版)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 sT 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()1s r Tr P ω==-- 1.0lg()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 zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭C 。

1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D 。

1y Z xZ 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. *2RMM M =-C. *RMM M =-D 。

*RM 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。