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 ，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⎰=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 ∆。

（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==。

4. 1kJ=1000J== cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。

5. 普适气体常数R = cm 3 mol -1 K -1= cm 3 mol -1 K -1= J mol -1 K -1 = 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。

）5. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。

（错。

它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）6. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。

（错。

只有吉氏函数的变化是零。

） 7. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。

（对。

）8. 在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。

(错。

简单流体系指一类非极性的球形流，如Ar 等，与所处的状态无关。

)二、选择题1. 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(C 。

参考P －V 图上的亚临界等温线。

) A. 饱和蒸汽B. 超临界流体C. 过热蒸汽2. 纯物质的第二virial 系数B （A 。

virial 系数表示了分子间的相互作用，仅是温度的函数。

）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. 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 。

要表示出等温线在临界点的拐点特征，要求关于V 的立方型方程）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三、填空题1. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P －T 图上是重叠的(重叠／分开)，而在P-V 图上是分开的(重叠／分开)，泡点的轨迹称为饱和液相线，露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。

纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。

2. 简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。

第3章 均相封闭体系热力学原理及其应用一、是否题1. 体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。

(对。

[]rev T Q dS 0==)2. 吸热过程一定使体系熵增，反之，熵增过程也是吸热的。

（错。

如一个吸热的循环，熵变为零）3. 热力学基本关系式dH=TdS+VdP 只适用于可逆过程。

（错。

不需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系） 4. 象dU=TdS-PdV 等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。

（错。

能于任何相态） 5. 理想气体的状态方程是PV=RT ，若其中的压力P 用逸度f 代替后就成为了真实流体状态方程。

（错。

因为逸度不是这样定义的） 6. 逸度与压力的单位是相同的。

（对） 二、选择题1. 对于一均匀的物质，其H 和U 的关系为（B 。

因H ＝U ＋PV ）A. H ≤UB. H>UC. H=UD. 不能确定第4章 非均相封闭体系热力学一、是否题1. 偏摩尔体积的定义可表示为{}{}ii x P T i n P T i i x V n nV V ≠≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂=,,,,∂。

(错。

因对于一个均相敞开系统，n 是一个变数，即(){}0,,≠∂∂≠in P T i n n )2. 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。

（对。

即常数===),(,ˆP T f f x f f i i i is i ） 3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。

（对）4. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。

（错。

V ，H ，U ，C P ，C V 的混合过程性质变化等于零，对S ，G ，A 则不等于零） 5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。

（对。

因is E M M M -=） 6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。

（错。

理想溶液的活度系数为1） 7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。

（错。

同于4） 8. 对于理想溶液的某一容量性质M ，则__i i M M =。

（错，同于4）9. 理想气体有f=P ，而理想溶液有i i ϕϕ=ˆ。

（对。

因i i i i i i is i isi Pf Px x f Px f ϕϕ====ˆˆ） 10. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。

（错。

总熵不等于原来两气体的熵之和）11. 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、焓、热力学能、吉氏函数的值不变。

（错。

吉氏函数的值要发生变化）12. 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上iγ与压力无关．（错。

理论上是T ，P ，组成的函数。

只有对低压下的液体，才近似为T 和组成的函数） 13. 纯流体的汽液平衡准则为f v =f l 。

（对）14. 混合物体系达到汽液平衡时，总是有l iv i l v l i v i f f f f f f ===,,ˆˆ。

（错。

两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等）15. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑=iit Mn M 。

（错。

应该用偏摩尔性质来表示）16. 对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry 规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall 规则。

（对。

） 17. 理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。

（对。

） 18. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。

（错，如非理想稀溶液。

）第六章 化工过程能量分析1. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值( ).A. 增加 B ． 减少 C ．不变 D. 不能确定2. 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3. 不可逆过程中孤立体系的（ ）A.总熵总是增加的，有效能也是增加的。

B.总熵总是减少的，有效能也是减少的。

C.总熵是减少的， 但有效能是增加的。

D. 总熵是增加的，但有效能是减少的。

4. 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( )。

5. A. 可逆的 B.不可逆的 C. 不可能的6. 在与之间工作的热机的最大效率是 （ ） A. % C. %7. 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 8. 按第二定律，无论什么过程体系的熵变 。

9. A.≤0 B.≥0C.=0D.不确定10. 在孤立体系中，因不可逆性导致作功能力损失。

公式孤立S T W L ∆⋅=0（式中0T 为环境温度）是从传热过程推出的 。

A ．仅适用传热过程 B. 也适用传质过程 C ． 也适用流动过程 D. 任何过程都行 11. 体系经不可逆循环又回到初态，则热温商的循环积分__________ A <0 Ｂ =０ C >0 12. 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。

13. 非流动过程的理想功W id 等于（. △V 为体系温度，压力及体积变化，T 0、P 0为环境温度，压力）。

A). △U B) △U-T 0△S C) △U-T △S+P △V D)△U-T 0△S+P 0△V 14. 损失功也是过程可逆与否的标志，因此有：A) W L =T 0*△S 体 B)W L =T 0*△S 环 C)W L =T 0*△S 总 D)W L =-T 0*△S 总15. 体系由状态1（P 1,T 1）可逆变化到状态2（P 2,T 2），该过程用△E X 的变化等于。

A)W id B)W L C)-W id D)T 0△S 总 16. 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17. 500℃恒温热源下100KJ 的热量所具有的有效能为 。