化工热力学习题总结

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化工热力学复习题答案

化工热力学复习题答案

化工热力学复习题答案一、选择题1. 化工热力学中,下列哪个选项不是状态函数?A. 内能B. 焓C. 熵D. 功答案:D2. 在恒温恒压条件下,下列哪个过程是自发的?A. 熵增过程B. 熵减过程C. 熵不变过程D. 熵不变且能量守恒过程答案:A3. 理想气体在等温膨胀过程中,下列哪个说法是正确的?A. 内能不变B. 焓变不为零C. 熵增加D. 系统对外做功答案:C二、填空题1. 热力学第一定律表明能量守恒,其数学表达式为:ΔU = Q - W,其中ΔU代表______,Q代表______,W代表______。

答案:内能变化;系统吸收的热量;系统对外做的功2. 熵是表示系统无序程度的物理量,其单位是______。

答案:J/K3. 根据吉布斯自由能的定义,当ΔG < 0时,反应是______的。

答案:自发三、简答题1. 简述化工热力学中,理想气体状态方程的表达式及其物理意义。

答案:理想气体状态方程的表达式为PV = nRT,其中P代表压力,V代表体积,n代表摩尔数,R代表理想气体常数,T代表温度。

该方程表明,在一定温度和压力下,理想气体的体积与其摩尔数成正比。

2. 描述熵变的计算方法,并举例说明。

答案:熵变的计算方法通常基于可逆过程,其表达式为ΔS =∫(δQ/T)。

例如,对于一个等温过程,如果系统吸收的热量为Q,温度为T,则熵变为ΔS = Q/T。

四、计算题1. 已知某理想气体在等压过程中从状态1(P1=100kPa, V1=2m³)变化到状态2(P2=200kPa, V2=4m³),求该过程中气体的焓变ΔH。

答案:由于理想气体在等压过程中焓变ΔH等于恒压热容Cp乘以温度变化ΔT,而题目中未给出温度变化,因此无法直接计算ΔH。

但可以利用理想气体状态方程和焓的定义来求解。

首先,根据理想气体状态方程,可以求出状态1和状态2的温度T1和T2。

然后,利用焓的定义ΔH = CpΔT,计算出焓变。

化工热力学习题集及答案

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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 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. *RMM M =+ B. *2RMM M =-C. *R M M 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 。

化工热力学习题及详细解答

化工热力学习题及详细解答

化工热力学习题及详细解答习题 (2)第1章绪言 (2)第2章 P-V-T关系和状态方程 (4)第3章均相封闭体系热力学原理及其应用 (8)第4章非均相封闭体系热力学 (13)第5章非均相体系热力学性质计算 (19)第6章例题 (27)答案 (40)第1章绪言 (40)第2章 P-V-T关系和状态方程 (44)第3章均相封闭体系热力学原理及其应用 (51)第4章非均相封闭体系热力学 (68)第5章非均相体系热力学性质计算 (87)附加习题 (103)第2章 (103)第3章 (104)第4章 (107)第5章 (109)习题第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。

2. 封闭体系的体积为一常数。

3. 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。

4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。

5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质,但是状态方程 P=P (T ,V )的自变量中只有一个强度性质,所以,这与相律有矛盾。

7. 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⎰=21T T V dT C U ∆;同样,对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。

8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是γγ)1(1212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=P P T T (其中ig Vig P C C =γ),而一位学生认为这是状态函数间的关系,与途径无关,所以不需要可逆的条件。

9. 自变量与独立变量是一致的,从属变量与函数是一致的。

10. 自变量与独立变量是不可能相同的。

二、填空题1. 状态函数的特点是:___________________________________________。

缩印专用!化工热力学总结

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化工热力学总结一、单选/填空1. 逸度与逸度系数纯物质逸度i f :用逸度f 来表示实际气体的压力的函数真实气体i f RT G ln d d =,理想气体p f i =逸度与压力单位相同,不可测量,只能计算,可视为矫正的压力。

物理意义:表征体系的逃逸趋势。

逸度系数:物质逸度与其压力之比p f i2. 偏摩尔性质定义:在恒温恒压下,物质的广度性质随某种组分i 摩尔数的变化率,叫做组份i 的偏摩尔性质。

公式:ij n p T i i n nM M ≠⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=,,)( 物理意义:在恒温恒压下,物系中某组分i 摩尔数的变化所引起物系一系列热力学性质的变化。

与化学位的关系:数值上相等3. 混合物逸度与组分逸度的关系组分逸度为i f 组分为i x 混合物逸度为f ,则:ii x f ln 是f ln 的偏摩尔性质 (同理,组分的逸度系数的对数为混合逸度系数的偏摩尔性质)二、简答/填空1. 朗肯循环组成:锅炉+过热器+汽轮机+冷凝器+水泵图形:过程:1-2:汽轮机中工质做等熵膨胀2-3:蒸汽在冷凝器中等压等温冷凝3-4:饱和水在水泵中做可逆绝热压缩4-1:水在锅炉中等压升温和等压汽化 不足之处:可逆程度低、热效率不高,不能完全转换;改进办法:1)提高过热器出口蒸汽压力与温度。

2)降低排汽压力。

3)改进热力循环方式,如采用回热循环,热电循环等2、卡诺循环过程:1→2 11,T p 水蒸汽在汽轮机内作等熵膨胀,变成湿蒸汽(乏汽)2,同时对外作输出轴功S W2→3 乏汽在冷凝器内等压、等温冷凝,放出汽化潜热,放出的热量3→4 冷凝水在水泵中等熵压缩,升压至1p 进至锅炉4→1 水在锅炉中吸收热量,变化到状态1,完成一个循环。

不足:(1)湿蒸汽对汽轮机和水泵有浸蚀作用,汽轮机带水量不得超过10%,水泵不能带入蒸汽进泵;(2)绝热可逆过程实际上难以实现。

3、相平衡三大判据1)体系自由焓(吉布斯自由能)为0 即0d =G2)各组分在各相中化学位相等3)各组分在各相中分逸度相等4、活度系数法定义:根据溶液热力学理论,将液相中组分的逸度于组分的活度系数相联系 基本式:P164()N i RT p p V p x py i i ii i i i i ,,2,1,)(exp ˆS L S S V=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕγϕ 举例:已知体系压力p 与液相组成i x ,求泡点温度与汽相组成y6、状态方程法定义:是以各组分逸度系数与气液两相均实用的状态方程和混合规则相联系基本式:()N i x y i i i i ,,2,1 ˆˆLV =⋅=⋅ϕϕ 举例:已知有N 个组分的混合物,压力为p ,液相组成为i x ,求平衡温度与汽相组成i y7、节流膨胀特点:节流前后流体焓不变作用:改变流体的温度(其熵增加)理想流体节流后温度不变节流膨胀与绝热膨胀的比较:降温程度:做外功的绝热膨胀比节流大,且可回收功降温条件:节流膨胀需要条件,对于氢等需预冷才能获得冷效应。

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

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"VT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讣、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。

(I)流体的PVT关系可以直接用于设汁。

(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)。

只要有了旷/T关系加上理想气体的C;;, 可以解决化工热力学的大多数问题匚以及该区域的特征:同时指岀其它重要的点、2- 2 ⅛ P-V图上指出超临界萃取技术所处的区域,而以及它们的特征。

【参考答案】:1)超临界流体区的特征是:环、P>Pco2)临界点C的数学特征:(^PM Z)/ =° (在C点)($2p/刃2)・0 (在C点)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:给左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:给左压力下蒸气的温度髙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7;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?你认为哪些是决左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7∖ P有关,而且与每个气体的临界特性有关,即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子7;, /和Q。

2-5偏心因子的概念是什么?为什么要提出这个槪念?它可以直接测呈:吗?【参考答案】:偏心因子。

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(氮,氟、毎)在形状和极性方而的偏心度。

为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。

化工热力学总结

化工热力学总结

化工热力学总结(1)写出多相系统的热力学方程;(2)二组分溶液,若已知一组分的逸度和组分含量,如何求另一组分的逸度? (3)低压下,由气液相平衡关系测得{P ,y ,x ,T },如何由提供的这些数据算出活度系数。

(4)GE> 0,属于正负偏差溶液?为什么?(5)真实溶液在反应器中,经过绝热变化后,系统熵变∆S= - 13000 J ,判断此过程的可能性。

(6)二组分溶液,其超额Gibbs 自由能满足:GE/RT=150-45x1-5x13,求各组分的活度系数r1, r2Gibbs 函数(G 函数) 应用反映真实气体与理想气体性质之差,称之为剩余G 函数。

与逸度或逸度系数的关系:反映真实溶液和理想溶液性质之差,称为过量Gibbs 函数。

与活度或活度系数的关系为:实验数据的热力学一致性检验 相平衡和化学平衡 有效能的综合利用:理想功与有效能也是一种Gibbs 函数。

理想功: 有效能: 第二章 流体的 P-V-T 关系2.1 纯物质的P-V-T 关系 2.2 气体的状态方程 2.3 对比态原理及其应用2.4 真实气体混合物的P-V-T 关系 2.5 液体的P-V-T 性质 理想气体方程TSH G -=RTTS H RT G RR R pf -===ϕln )ln(0ˆ(/)ln()ln ii i j iE f i f x i T p n nG RT n γ≠⎡⎤∂==⎢⎥∂⎣⎦、、0G T p ∆=、恒定id 00()W H T S G T p T =-∆+∆=∆,,X 00000()()(,,)E H H T S S G T p T p =--+-=∆,PV RTZ PVRT===11 在较低压力和较高温度下可用理想气体方程进行计算。

2 为真实气体状态方程计算提供初始值。

3 判断真实气体状态方程的极限情况的正确程度,当 或者 时,任何的状态方程都还原为理想气体方程。

立方型状态方程立方型状态方程可以展开成为 V 的三次方形式。

化工热力学复习题(附答案)

化工热力学复习题(附答案)

化工热力学复习题一、选择题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 超临界流体 过热蒸汽2. 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3. 设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( B ) 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 ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4. 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 =+5. 下面的说法中不正确的是 ( B )(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 。

6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D )(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。

7. 二元溶液,T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ).a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2d lnγ2/dX 2 = 0b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 08. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A )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9.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )(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。

化工热力学习题集(附答案)

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 。

化工热力学总结例题

化工热力学总结例题

STR
Tlm
T2 T1 ln T2
T1
Tlm
333.15 273.15 ln 333.15
302.16K
273.15
C pmh
8.314
1.935
36.915 103
303.15
11.402 106 3
4 303.152
333.15
100.40J mol1 K 1
C pms
理想气体,H1 S1 =0

H
↘ S
H S
饱和蒸汽,H2?S2?V2?

HR T2

SR T2
状3:6.394bar, 333.15K
HTR
STR
理想气体
由公式(3-48)、(3-49)得:
H
H2
H1
H
H2R
C Pmh
T2 T1
H2R
S
S2
V H
S1 =S
S
R 2
=CPms
ln
Ssys
C pms
ln T2 T1
R ln
P2 P1
S
R 2
S
R 1
③根据不同的条件确定 Qsys ,从而得出 Ssurr 即 S f 。 ④根据下式求 Sg 。
Sg
Ssys S f
Ssys
Q Qsys
T 0 surr
计算:一.(1)(2)(3)过程体系熵变 :
dT 0, PV RT
由于绝热, Qsys 0 , 故 Ssurr S f 0 , 关键是求 Ssys 。
由上述分析可知求 Sg 的一般步骤: ①确定体系所用的熵平衡式。
②确定初终态,然后按照可逆过程来计算 Ssys 。

第三章 化工热力学习题解答

第三章 化工热力学习题解答

第三章 纯流体的热力学性质计算思考题3-1气体热容,热力学能和焓与哪些因素有关?由热力学能和温度两个状态参数能否确定气体的状态?答:气体热容,热力学能和焓与温度压力有关,由热力学能和温度两个状态参数能够确定气体的状态。

3-2 理想气体的内能的基准点是以压力还是温度或是两者同时为基准规定的? 答:理想气体的内能的基准点是以温度为基准规定的。

3-3 理想气体热容差R p v c c -=是否也适用于理想气体混合物?答:理想气体热容差R p v c c -=不适用于理想气体混合物,因为混合物的组成对此有关。

3-4 热力学基本关系式d d d H T S V p =+是否只适用于可逆过程? 答:否。

热力学基本关系式d d d H T S V p =+不受过程是否可逆的限制3-5 有人说:“由于剩余函数是两个等温状态的性质之差,故不能用剩余函数来计算性质随着温度的变化”,这种说法是否正确?答:不正确。

剩余函数是针对于状态点而言的;性质变化是指一个过程的变化,对应有两个状态。

3-6 水蒸气定温过程中,热力学内能和焓的变化是否为零?答:不是。

只有理想气体在定温过程中的热力学内能和焓的变化为零。

3-7 用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多,为什么?能否交叉使用这些图表求解蒸气的热力过程?答:因为做表或图时选择的基准可能不一样,所以用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多。

不能够交叉使用这些图表求解蒸气的热力过程。

3-8 氨蒸气在进入绝热透平机前,压力为2.0 MPa ,温度为150℃,今要求绝热透平膨胀机出口液氨不得大于5%,某人提出只要控制出口压力就可以了。

你认为这意见对吗?为什么?请画出T -S 图示意说明。

答:可以。

因为出口状态是湿蒸汽,确定了出口的压力或温度,其状态点也就确定了。

3-9 很纯的液态水,在大气压力下,可以过冷到比0℃低得多的温度。

假设1kg 已被冷至-5℃的液体。

化工热力学习题总结

化工热力学习题总结

1661专用化工热力学习题一填空1.维里方程具有坚实的理论基础,其系数有着确切的物理意义,如第二维里系数代表了碰撞或相互作用导致的与理想行为的偏差。

2.经皮策修正后的对比态原理认为,在相同的对比状态下,表现出相同的性质。

3.根据热力学基本定律,对单位质量定组成的均匀流体体系,在非流动条件下,其热力学性质之间存在以下关系,dH= 。

4.熵产生是所引起的熵变。

5.非流动过程的理想功应当按照计算。

6.因温差传热过程引起的火用损失为dE l= 。

因此,在低温工程中,为了减少火用损失,要注意采用的传热温差。

7.当焦耳-汤姆孙效应系数大于零时,节流膨胀后温度将。

二名词解释1.剩余性质:2.理想功:3.火用分析法:4.稳态流动过程:三简答1.深度制冷操作中,节流膨胀和绝热可逆膨胀有什么异同点?2.利用T-S图,叙述蒸汽压缩制冷循环过程,并写出制冷系数表达式。

3.试写出火用平衡方程与能量平衡方程,并分析二者的异同点。

(利用封闭体系能量平衡方程,分析熵产生与能耗的关系)4.影响朗肯循环热效率的主要因素是什么?为什么回热能提高循环的热效率?5.什么是理想功?什么是火用?二者关系如何?6.何为损失功?何为有效能损失?二者关系如何?四证明以T ,Vm 为自变量时,焓变为dVm Vm P Vm T P T dT T P Vm m Cv dHm T v v ])()([])(,[∂∂+∂∂+∂∂+=五计算1.某冷库需要一台制冷能力为2×105KJ/h ,功率为18KW 的制冷机,试问:制冷机的冷冻系数是多少?冷却冷凝器的热负荷是多少?若冷凝器的操作温度为293K ,热负荷不变,(冷冻蒸发器)所能保持的最低温度是多少?2.某工厂有两种余热可利用,一种是高温排烟余热,Q1=41.86×106KJ/h,温度为800℃;另一种是低温排水余热,Q2=125.56×106KJ/h,温度为80℃.设环境温度为25℃.试求两种余热的火用各为多少。

化工热力学复习题(附答案)

化工热力学复习题(附答案)

化工热力学复习题一、选择题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 超临界流体 过热蒸汽2. 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 3. 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 ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4. 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 =+ 5. 下面的说法中不正确的是(B)(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。

6. 关于逸度的下列说法中不正确的是(D) (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。

7. 二元溶液,T,P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是(C). a.X 1dlnγ1/dX 1+X 2dlnγ2/dX 2=0b.X 1dlnγ1/dX 2+X 2dlnγ2/dX 1=0 c.X 1dlnγ1/dX 1+X 2dlnγ2/dX 1=0d.X 1dlnγ1/dX 1–X 2dlnγ2/dX 1=0 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是(A)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 9.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是(E)(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。

(完整版)化工热力学习题集(附答案)

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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 。

化工热力学考试题和答案

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______。

(完整word版)化工热力学习题集(附答案)

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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 。

化工热力学复习题附答案

化工热力学复习题附答案

化工热力学复习题一、选择题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 超临界流体 过热蒸汽2. 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3. 设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( B ) 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 ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4. 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 =+5. 下面的说法中不正确的是 ( B )(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 。

6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D )(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。

7. 二元溶液,T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ).a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 08. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A )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9.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )(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。

化工热力学_习题集(含答案)

化工热力学_习题集(含答案)
C.理想功是否最小D.损耗功是否最小
26.从合理用能角度出发,在流体输送过程中,其他条件都相同的情况下,同样物质的高温流体比低温流体流速()。
A.大B.小
C.相等D.可大可小
27.关于节流膨胀与做外功的绝热膨胀的说法,其中错误的是()。
A.在相同的条件下,绝热膨胀比节流膨胀产生的温度降大,且制冷量也大;
A.饱和蒸汽B.超临界流体
C.过热蒸汽D.压缩液体
2.T温度下的过热蒸汽的压力p()。
A.>pS(T)B.<pS(T)
C.=pS(T)D.不能判断
3.偏心因子的定义是根据()。
A.分子的对称性B.蒸汽压性质
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()
A.RTln[(V2-b)/(V1-b)]B. 0
45.实验室需要配制1500cm3的防冻液,它含30%(mol%)的甲醇(1)和70%的H2O(2)。试求需要多少体积的25℃时的甲醇和水混合。已知甲醇和水在25℃、30%(mol%)的甲醇的偏摩尔体积: ,
25℃下纯物质的体积: ,
46.二元气体混合物的 和 。求 。
三、填空题2
47.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零,数学上可以表示为()和()。
48.对于纯物质,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)。
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1661专用化工热力学习题一填空1.维里方程具有坚实的理论基础,其系数有着确切的物理意义,如第二维里系数代表了碰撞或相互作用导致的与理想行为的偏差。

2.经皮策修正后的对比态原理认为,在相同的对比状态下,表现出相同的性质。

3.根据热力学基本定律,对单位质量定组成的均匀流体体系,在非流动条件下,其热力学性质之间存在以下关系,dH= 。

4.熵产生是所引起的熵变。

5.非流动过程的理想功应当按照计算。

6.因温差传热过程引起的火用损失为dE l= 。

因此,在低温工程中,为了减少火用损失,要注意采用的传热温差。

7.当焦耳-汤姆孙效应系数大于零时,节流膨胀后温度将。

二名词解释1.剩余性质:2.理想功:3.火用分析法:4.稳态流动过程:三简答1.深度制冷操作中,节流膨胀和绝热可逆膨胀有什么异同点?2.利用T-S图,叙述蒸汽压缩制冷循环过程,并写出制冷系数表达式。

3.试写出火用平衡方程与能量平衡方程,并分析二者的异同点。

(利用封闭体系能量平衡方程,分析熵产生与能耗的关系)4.影响朗肯循环热效率的主要因素是什么?为什么回热能提高循环的热效率?5.什么是理想功?什么是火用?二者关系如何?6.何为损失功?何为有效能损失?二者关系如何?四证明以T ,Vm 为自变量时,焓变为dVm Vm P Vm T P T dT T P Vm m Cv dHm T v v ])()([])(,[∂∂+∂∂+∂∂+=五计算1.某冷库需要一台制冷能力为2×105KJ/h ,功率为18KW 的制冷机,试问:制冷机的冷冻系数是多少?冷却冷凝器的热负荷是多少?若冷凝器的操作温度为293K ,热负荷不变,(冷冻蒸发器)所能保持的最低温度是多少?2.某工厂有两种余热可利用,一种是高温排烟余热,Q1=41.86×106KJ/h,温度为800℃;另一种是低温排水余热,Q2=125.56×106KJ/h,温度为80℃.设环境温度为25℃.试求两种余热的火用各为多少。

3.一容器内的水及水蒸气在1MPa下处于平衡状态,质量为1Kg。

假如容器内的液体水和水蒸气各占一半的体积,试问,该气液混合物的总焓是多少?若将此气液混合物节流到0.1MPa,节流后水及水蒸气各为多少千克。

已知不同压力下饱和水及水蒸气的相关数据见下表。

1MPa 0.1MPa比容cm3/g 焓KJ/Kg 焓KJ/Kg 饱和水 1.1274 762.81 417.46饱和水蒸气194.4 2778.1 2675.54.试计算在813K、4.052MPa下1Kmol氮气在稳定流动过程中变至373K、1.013MPa时可能做的理想功。

已知环境大气的T0=293K、p0=0.1013MPa。

N2的等压热容(Cp)N2=27.89+4.271*10-3T kJ•kmol-1•K-1。

5.求下列过程的火用损失,设环境温度T0=298K。

1KCal的热量由200℃恒温热源传给100℃恒温热源。

1KCal的轴功经摩擦转变成200℃1KCal的热量。

6.有一贮缸,盛有处于平衡状态的液氨和气氨共1Kg,若气氨和液氨的体积各占贮缸体积的1/2,缸内压力为10atm , 该压力下有关参数如下表:参数状态10atm 3atm比容m3/kg 焓kcal/kg 焓kcal/kg饱和气氨126.9×10-3407.0 399.0饱和液氨16.6×10-3128.0 94.0求(1)缸内物质的总焓值;(2)若将处于该平衡态的氨节流至3.0 atm,节流后气氨和液氨各为多少?7.1mol理想气体400K下,在汽缸内进行恒温不可逆压缩,由0.1013MPa压缩到1.013MPa,压缩过程中,由气体移出的热量流到一个300K的蓄热器中。

压缩实际需要的功较同样情况下的可逆功大20%,试计算气体的熵变、蓄热器的熵变以及总熵变。

8.[例3-1] 将 S 表示成p、V、T、CV 的函数。

[例3-2] 将 S 表示成 p、V、T、Cp 的函数。

化工热力学参考答案一. 填空题1.当微分节流效应系数大于零时,节流膨胀后温度将 下降 。

2.经皮策修正后的对比态原理认为,在相同的对比状态下, 一切偏心因子 相同的物质均表现出相同的性质。

3.从纯流体的p-V 图上可以看出,临界等温线在临界点上的斜率和曲率在数学上表示为 和 。

4.根据热力学基本定律,对单位质量定组成的均匀流体体系,在非流动条件下,其热力学性质之间存在以下关系,dH= TdS+Vdp 。

5.因温差传热过程引起的有效能损失为dE l = 。

因此,在低温工程中,为了减少有效能损失,要特别注意采用 较小 的传热温差。

6.熵产生是 由于过程的不可逆性 所引起的熵变。

7.维里方程具有坚实的理论基础,其系数有着确切的物理意义。

如第(二)三维里系数 代表了 (两)三分子之间 碰撞或相互作用导致的与理想行为的偏差。

二名词解释(略)三间答1.深度制冷操作中,节流膨胀和绝热可逆膨胀有什么异同点?1)在相同的条件下,绝热做功膨胀比节流膨胀产生的温度降大,且制冷量也大; 2)绝热做功膨胀适用于任何气体,而节流膨胀是有条件的,对少数临界温度极低的气体(如 H 2 、He 和 CH 4),必须预冷到一定的低温进行节流,才能获得了冷效应;3)膨胀机设备投资大,运行中不能产生液体,而节流膨胀所需的设备仅是一个节流阀,其结构简单,操作方便,可用于汽、液两相区的工作,甚至可直接用于液体的节流。

因此绝热做功膨胀主要用于大、中型设备,特别是用于深冷循环中,此时能耗很大,用等熵膨胀节能效果突出;4)节流膨胀则在任何制冷循环中都要使用,即使在采用了膨胀机的深冷循环中,由于膨胀机不适用于温度过低和有液体的场合,还是要和节流阀结合并用。

2.略3.试写出火用平衡方程与能量平衡方程,并分析二者的异同点。

普通能量衡算的依据是热力学第一定律,而有效能衡算的依据是第一、第二定律,因此有效能衡算的结果能更全面、更深刻地反映出过程进行时能量的变化情况;能量是守恒的,但在一切实际过程中有效能并不守恒,由于过程的不可逆性,使部分有效能转化为无效能而损失掉了;普通能量衡算是不同品位能量总量的数量衡算,它只能反映出系统中能量的数量利用情况,而有效能衡算是相同品位能量的数量衡算,它能够反映出系统中能量的质量利用情况。

4.影响朗肯循环热效率的主要因素是什么?为什么回热能提高循环的热效率?循环的平均吸热温度不高是影响其效率的主要因素。

Rankine 循环热效率不高的原因是供给锅炉的水温低,这不仅降低了蒸汽等压加热过程的平均吸热温度,而且也增加了锅炉内高温烟气和供水之间温差传热所引起的不可逆损失,采用回热措施可以有效解决这问题。

所谓回热是利用汽轮机中部分蒸汽来加热锅炉供水,使压缩水的低温预热阶段在锅炉外的回热器中进行,从而提高循环的平均吸热温度。

四证明(略) 五计算1.解:假设制冷剂的循环量为m ,1.制冷机的冷冻系数为:086.318360010236005000=⨯⨯====Ts s P Q m W m q W q ε0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂C T V p 022=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂CT V p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-21210T T T T Q T δ由图可见,冷却冷凝器的热负荷即为:2242114500()[()()]3600 2.64810/s T Q m H m H H m H H H H mW mq P Q kJ h =∆=-=-+-=+=+=⨯由于在相同的温度区间工作时,制冷系数以逆向Carnot 循环为最大,亦即,制冷系数不变时,冷冻所能保持的最低温度以逆向Carnot 循环工作时LLL H L T T T T T -=-=298086.3,即ε 解得,T L =225K2解:有所以,高温排烟余热中的有效能为:低温排水余热中的有效能为3.与下面的7题类似做法4.解:由系统S T H W id ∆-∆=0分别计算焓变和熵变。

按照下式计算。

dTC H T T ig pigp⎰=∆212121lnp p T TT C ig Tig pigR dT S S S igp +=∆+∆=∆⎰5.没有6.解:设气态氨的质量分数为x , 由题意有:l g V x x V )1(4-= 即 6.16)1(49.126⨯-⨯=x x 解得x=0.34所以总焓KCal x H x H Hl g 86.222128)34.01(34.0407)1(=⨯-+⨯=-+=节流是等焓过程,假设节流后气态氨的质量分数为y ,则有KCal y y y H y H H l g 86.222)1(94399)1(=-⨯+=-+=解得y=0.42 即节流后气态氨为0.42Kg ,液氨为0.58Kg 7.]ln 1[]ln 1)[(0000000T TT T T Q T T T T T T T Cp E XQ--=---=hKJ E XQ /1023.21]15.29815.1073ln 15.29815.27380015.2981[1086.41661⨯=-+-⨯=hKJ E XQ /1033.10]15.29815.353ln 15.29815.2738015.2981[1056.125662⨯=-+-⨯=8.书上有。

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