化工热力学复习题及答案

《化工热力学》课程模拟考试试卷 A开课学院：化工学院，专业：材料化学工程 考试形式： ，所需时间： 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师：的写T ，错的写F)1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 。

(A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 。

(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 。

(A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。

(B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。

(C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ，G )。

(D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p -V -T的问题。

4．对于流体混合物，下面式子错误的是 。

(A)lim i i ix M M ∞→=(B)i i i H U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G =5．剩余性质RM 的概念是表示什么差别的 。

(A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。

(A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态(D) 气液不分状态7．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) 反应速率预测 (C) 化工过程能量分析(D) 相平衡研究8．对单位质量，定组成的均相流体系统，在非流动条件下有 。

(A) d = d + d H T S V p (B) d = d + d H S T V p (C) d =d + d H S T V p -(D) d = d d H T S V p --9．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 ∂⎛⎫= ⎪∂-⎝⎭ 10．汽液平衡关系si i i i py p x γ=的适用的条件______ _。

(A) 无限制条件 (B) 低压条件下的非理想液相 (C) 理想气体和理想溶液(D) 理想溶液和非理想气体11．在Θ条件下，高分子溶液中溶剂的热力学性质为零的是 。

(A) 过量偏摩尔混合热E1H ∆ (B) 过量偏摩尔混合热E1S ∆ (C) 过量化学位1Eμ∆(D) 过量偏摩尔热力学能E1U ∆ 12．在Θ条件下，高分子溶液的Flory-Huggins 相互作用参数χ为 。

(A) χ>0 (B) χ<0 (C) χ=0(D) χ=1/213．当物体的温度大于其临界温度、压力大于其临界压力时，该物体所处的状态称为超临界流体。

( )14．若忽略动能或位能的变化，稳流过程的能量平衡式为：s H Q W ∆=-，则该式对可逆与不可逆过程均适用。

( )15．工程上，制冷循环的实际轴功可按下式计算：21s d p p W V p-=⎰。

( )16．对绝热混合过程，物系熵变sys 0S ∆>。

( ) 17．物系状态变化时所具有的最大作功能力称为理想功，它的数值大小与环境状态无关。

( )18．理想溶液i γ= ，ˆi f = 。

19．对二元溶液，溶液性质M 与其组份的偏摩尔性质1M 和2M 之间的关系为 。

20．节流过程为 过程。

可逆绝热压缩（膨胀）过程为 过程。

二、计算题(50分，共5小题，每小题10分)1．试用普遍化Virial 方程计算丙烷气体在378K 、0.507MPa 下的剩余焓和剩余熵。

已知丙烷的物性参数为：c 369.8K T =、c 4.246MPa p =、0.152ω=。

剩余焓与剩余熵的计算公式为：R (0)(0)(1)(1)r r r r r d d d d H B B B B p RT T T T T ω⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦；R (0)(1)r r r d d d d S B B p R T T ω⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦其中：(0) 1.6r 0.4220.083B T =-； (1)4.2r 0.1720.139B T =-，r T 、r p 分别为对比温度和对比压力。

2．在473K 、5MPa 下二元气体混合物的逸度系数满足下列关系：()122ln 1y y y ϕ=+，式中1y ，2y 为组分1和组分2的摩尔分率，试求1ˆf 、2ˆf 的表达式，并求出当10.5y =时的1ˆf 、2ˆf 各为多少？已知：[],,ˆ(ln )ˆln ln j i ii i i T p nf n py n ϕϕ⎡⎤∂==⎢⎥∂⎣⎦。

3．已知环己烷(1)－苯酚(2)二元系统在144℃的气液平衡形成恒沸物，恒沸物组成az az 110.294x y ==。

已知144℃时物质的饱和蒸气压s 175.20kPa p =，s231.66kPa p =。

该溶液的过量Gibbs 函数E G 与组成的关系为E 12G RT Bx x =，其中B 仅是温度的函数。

求该二元系在10.6x =时的平衡压力及气相组成，假设气相近似为理想气体。

已知：①活度系数与过量偏摩尔Gibbs 函数之间的关系为()[]E ,,ln j i i i T p n nG RT n γ⎡⎤∂⎢⎥=∂⎢⎥⎣⎦；②汽液相平衡关系符合关系式s s111222p p x p x γγ=+。

4．某冷冻装置每小时必需获得冷冻量5-10 4.1810kJ h Q =⨯⋅，它采用氨蒸汽压缩制冷循环。

该循环的运行如下图所示，并已知各关键点的焓值为-111450kJ kg H =⋅，-121570kJ kg H =⋅，-134405kJ kg H H ==⋅，试求该制冷循环中每kg 氨的冷冻能力0q ，氨的循环速率-1/kg h m ⋅，压缩机所需的功T题二、4小题附图-1s /kJ h W ⋅，制冷系数ξ。

已知制冷系数为)0s Q W ξ=-5．在温度308K 下的PS-环己烷Θ溶剂，当溶液浓度为3-17.3610kg L c -=⨯⋅，其渗透压为 4.3Pa ，试根据Flory-Huggins 溶液理论求此溶液的第二Virial 系数*2B 、Flory-Huggins 相互作用参数χ、PS 的PS δ和PS 的分子量n M 。

已知Virial 方程为()*21n c RT M B cπ=+，相互作用参数与溶解度参数的关系为2112()V RT χδδ=-，()13116.7J cm δ-=⋅，环己烷的摩尔体积为3-11108cm mol V =⋅。

三、简答题(10分，每小题5分)①何为高分子理想溶液？试比较小分子理想溶液与高分子理想溶液的不同点。

②可用Flory-Huggins 相互作用参数χ和第二Virial 系数*2B 来判断溶剂优劣试问它们分别为何值时，溶剂是高分子化合物的良溶剂、θ溶剂、非溶剂以及高分子在上述三种溶液中的热力学特征和形态是怎样的?《化工热力学》课程模拟考试试卷 A(答案)开课学院：化工学院，专业：材料化学工程 考试形式： ，所需时间： 分钟考生姓名： 学号： 班级： 任课教师：的写T ，错的写F)1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 (C) 。

(A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 (C) 。

(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 (B) 。

(A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。

(B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。

(C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ，G )。

(D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p -V -T的问题。

4．对于流体混合物，下面式子错误的是 (D) 。

(A)lim i i ix M M ∞→=(B)i i i H U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G =5．剩余性质RM 的概念是表示什么差别的 (B) 。

(A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 (D) 。

(A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态(D) 气液不分状态 7．关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是( B )。

(A) 判断新工艺的可行性 (B) 反应速率预测 (C) 化工过程能量分析(D) 相平衡研究8．对单位质量，定组成的均相流体系统，在非流动条件下有 (A) 。

(A) d = d + d H T S V p (B) d = d + d H S T V p (C) d =d + d H S T V p -(D) d = d d H T S V p --9．对1mol 符合Van der Waals 状态方程的气体，有 (A) 。

(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 ∂⎛⎫= ⎪∂-⎝⎭ 10．汽液平衡关系si i i i py p x γ=的适用的条件___(B) _。

(A) 无限制条件 (B) 低压条件下的非理想液相 (C) 理想气体和理想溶液(D) 理想溶液和非理想气体11．在Θ条件下，高分子溶液中溶剂的热力学性质为零的是 (C) 。

(A) 过量偏摩尔混合热E1H ∆ (B) 过量偏摩尔混合热E1S ∆ (C) 过量化学位1Eμ∆(D) 过量偏摩尔热力学能E1U ∆ 12．在Θ条件下，高分子溶液的Flory-Huggins 相互作用参数χ为 (D) 。