化工热力学 例题 与解答(10)
化工热力学第三版课后习题答案全
化工热力学第三版课后习题答案第一章比较简单略第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。
解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2) R-K 方程22.522.560.5268.314190.60.427480.42748 3.2224.610c cR T a Pa m K mol P -⨯===⋅⋅⋅⨯53168.314190.60.086640.08664 2.985104.610c c RT b m mol P --⨯===⨯⋅⨯ ∴()0.5RT aP V b T V V b =--+()()50.5558.314323.15 3.22212.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---⨯=--⨯⨯⨯+⨯=19.04MPa (3) 普遍化关系式323.15190.61.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===＜2∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+∵ c r ZRTP P P V == ∴c r PV Z P RT =654.61012.46100.21338.314323.15cr r r PV Z P P P RT -⨯⨯⨯===⨯迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.462301Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。
化工热力学题目和课后答案
第1章1. 凡是体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则体系既不吸热也不放热。
答：错。
等温等压的相变化或化学变化始、终态温度不变，但有热效应。
气体的绝热压缩，体系温度升高，但无吸收热量。
2. 当n 摩尔气体反抗一定的压力做绝热膨胀时，其内能总是减少的。
答：对。
绝热：Q=0；反抗外压作功：W ＜0；∆U=Q ＋W=W<0。
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。
答：对4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
答：对5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
答：错。
理想气体的熵和吉氏函数不仅与温度有关，还与压力或摩尔体积有关。
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。
答：错。
V 也是强度性质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 ∆。
答：对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
8. 状态函数的特点是什么？答：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态。
9. 对封闭体系而言，当过程的始态和终态确定后，下列哪项的值不能确定:A QB Q + W, ∆U C W （Q=0）,∆U D Q （W=0）,∆U答：A 。
因为Q 不是状态函数，虽然始态和终态确定，但未说明具体过程，故Q 值不能确定 。
10. 下列各式中哪一个不受理想气体条件的限制 A △H = △U+P△V B CPm - CVm=R C = 常数 D W = nRTln （V2╱V1）答：A11.对于内能是体系的状态的单值函数概念的错误理解是: A 体系处于一定的状态,具有一定的内能B 对应于某一状态,内能只能有一数值,不能有两个以上的数值C 状态发生变化,内能也一定跟着变化D 对应于一个内能值,可以有多个状态答：C 。
化工热力学考试试卷(附答案)
化工热力学考试试卷（附答案）1、(2分)在PT 图上纯物质三种聚集态互相共存处称 三相点 。
2、(2分)纯物质 P-V 图临界等温线在临界点处的斜率 ____0______， 曲率为 ___0______。
3、（4分）指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点 0 ，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1 ，(3)甲醇和水的二元汽液平衡状态 2 ，(4)戊醇和水的二元汽-液-液三相平衡状态 1 。
4、（2分）组成为x 1=0.2，x 2=0.8，温度为300K 的二元液体的泡点组成y 1的为(已知液相的Pa) ___0.334____________。
5、(2分)一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 环境基态完全平衡 时，此过程理想功。
6、(2分)二元混合物容积表达式为V=X 1V 1+X 2V 2+αX 1X 2，如选同温同压下符合Lewis-Randll 规则的标准态就有 △V= ∆V =αX 1X 2 。
7、(2分)能量平衡时以热力学 第一定律 为基础，有效能平衡时以热力学 第二定律 为基础。
8、（4分）丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时，恒沸组成x 1=y 1=0.796，恒沸温度为327.6K，已知此温度下的kPa 则 van Laar 方程常数是A 12=______0.587_____，A 21=____0.717____(已知van Laar 方程为 )9、(4分)等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem 方程 X 1dln γ1+X 2 d ㏑γ2 = 010、(6分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成______理想溶液_______溶液，它们的ΔH=_______0______，ΔV=______0_____。
二.判断题1、(2分)一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。
化工热力学试题及答案
化工热力学试题及答案一、选择题1. 热力学是研究物质宏观的（）性质和（）关系的科学。
A. 动态，运动B. 静态，运动C. 静态，平衡D. 动态，平衡答案：C2. 热力学第零定律主要阐述了（）。
A. 内能的存在B. 平衡状态的特点C. 熵的增加D. 热量传递答案：B3. 对于孤立系统来说，其熵不断（）。
A. 增加B. 减少C. 变化D. 维持不变答案：A4. 以下哪个是热力学第一定律？A. 能量守恒定律B. 熵增定律C. 熵减定律D. 完全合成反应律答案：A5. 热力学第二定律主要阐述了（）。
A. 熵的增加B. 熵的减少C. 热能转化效率D. 内能的转化答案：A二、问答题1. 请简要解释热力学第一定律的内容。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量在系统中的总量是守恒的。
即在一个孤立系统中，能量的增加（或减少）等于对外界做功与系统吸热之和，即ΔU = Q - W。
其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表吸热，W代表对外界做功。
2. 什么是熵？简要解释熵增定律。
答案：熵是系统混乱程度的度量，也可以理解为系统的无序程度。
熵增定律是热力学第二定律的核心表述，它指出孤立系统的熵总是不断增加的。
即系统的无序状态总是向更加无序的方向发展。
这个过程是不可逆的，熵增定律体现了自然界的不可逆性。
三、计算题1. 一个物质在常压下从298K变为328K，该物质对外界吸收了1000J的热量，求该物质的热容。
解答：根据热容的定义，热容C等于物质吸收的热量Q与温度变化ΔT的比值。
即C = Q / ΔT。
根据题目所给的数据，Q = 1000J，ΔT = 328K - 298K = 30K。
将数据代入公式计算得到热容C = 1000J / 30K = 33.33 J/K。
2. 已知某化学反应的焓变为-300 kJ/mol。
如果该反应的摩尔物质数量为2 mol，求该反应的总焓变。
解答：总焓变等于摩尔焓变乘以物质的摩尔物质数量。
化工热力学_习题集(含答案)
D.相平衡或过程的方向与限度
11.关于Байду номын сангаасenry定律，正确的是（）。
A.适合于理想溶液的溶质和溶剂B.仅适合于溶质
C.适合于稀溶液的溶质组分D.阶段适合于稀溶液的溶剂
12.二元非理想溶液在极小浓度的条件下，溶质组分和溶剂组分分别遵循（）.
A.两者均是Henry定律B. Henry定律和Lewis-Randall规则
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
23.稳定流动系统的能量积累为零，熵积累为（）。
A.大于零B.不确定
C.小于零D.等于零
24.某封闭系统经历一不可逆过程，系统所做功和排出的热量分别为100kJ和45kJ，问系统的熵（）。
A.等于零B.大于零
C.小于零D.不能确定
25.从工程实际出发，合理用能的本质是（）。
A.过程是否经济B.能耗是否最小
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.理想功是否最小D.损耗功是否最小
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。
化工热力学试题与答案
化工热力学试题与答案一、选择题(共10分，每小题2分)1.偏心因子是从下列定义的( B )。
A.分子的对称性B.分子的蒸气压性质C.分子的极性D.分子的大小2. 某流体经可逆绝热膨胀对外做功Ws，此过程的理想功为Wid，则Ws( C )Wid。
A.大于B.小于C.等于D.不确定3. 指定温度下的纯液体，当压力高于该温度下的.饱和蒸气压时，其状态为( D )。
A.饱和蒸汽B.过热蒸汽C.超临界流体D.压缩液体4. 某气体符合状态方程pRT/(Vb)，该气体从V1等温可逆膨胀至V2，则系统的S为( A )。
A.RlnV2bVVVbB.Rln2C.Rln1D.Rln1 V1bV1V2V2b5. 二元非理想溶液在极小浓度的条件下，溶质组分和溶剂组分分别遵循( B )。
A.Lewis-Randall规则和Henry定律B.Henry定律和Lewis-Randall规则C.Henry定律和Henry定律D.Lewis-Randall规则和Lewis-Randall规则二、判断题(共45分，每小题3分。
对"√"，错"×")1.汽液两相平衡的条件是同一组分在汽液两相的逸度相等。
( × )2. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。
( × )3. 一般情况下，经绝热节流后，流体的温度下降。
( × )4. 正规溶液混合焓变为零，混合体积为零。
( × )5. 可逆过程的有效能守恒。
( √ )6. 稳态稳流过程的能量积累为零，熵的积累可能不为零。
( × )7. 对于理想溶液，i组分在溶液中的逸度系数和i纯组分的逸度系数相等。
( √ )8. 某二元系有ln1>0,则必有ln2>0。
( × )9. 有些真实气体的μJ总是大于零。
( × )10. 合理用能的总则是按质用能，按需供能。
( √ )11. 能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是可靠的数据。
化工热力学考试试卷(附答案)
化工热力学考试试卷（附答案）一、填空题（每题2分）1.正丁烷的偏心因子ω=0.193，临界压力p c=3.797MPa，在T r=0.7时的蒸汽压为_______ MPa2.混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是_______3.剩余性质实质相同的温度和压力下____________热力学性质之差；超额性质是指_____________热力学性质之差4.气体从高压到低压作绝热可逆膨胀时△T_______,△S_______，理想气体流过节流阀时，△T_______,△S_______5.由热力学第二定律可知，过程的不可逆性越大，过程的熵产△S_____，损耗功W L____二、选择题（每题2分）1.在90℃，1atm下，苯（1）—甲苯（2）汽液平衡系统可以视为完全理想体系，此条件下蒸汽压p s1=1.343atm，p s2=0.535atm，则汽液平衡组成x1,y1分别是（）A.0.576;0.773 B.0.773;0.576 C.0.424;0.227 D.0.227;0.4242.熵产△S是由_____而引起的A.体系与环境间热量交换B.体系与外界功的交换C.体系内部的不可逆性D.体系与外界的物质交换3.冬天要给寝室供热取暖，消耗500W·h的电量，采用可逆热泵循环（空调），电热器两种供热方式，哪种供热量多？（）A.热泵B.两者相等C.电热器D.有争议，无法比较4.下面哪种做法不利于提高朗肯循环热效率？（）A.提高汽轮机进汽温度B.提高汽轮机进汽压力C.提高汽轮机出汽压力D.抽出汽轮机部分蒸汽用于加热锅炉供水5.对于无热溶液，下列各式成立的是_____A.S E=0,V E=0B.S E=0,A E=0C.G E=0,A E=0D.H E=0,G E=-TS E6.苯（1）—环己烷（2）在303K，0.1013MPa下形成x1=0.3的溶液，此条件下V1=89.96cm3/mol, V2=109.4cm3/mol,V___1=91.25cm3/mol,V___2=109.64cm3/mol,溶液的超额体积为_____cm3/mol.A.0.55B.-0.24C.-0.55D.0.247.化工热力学中有各种状态方程，如RK方程，理想气体状态方程，vdW方程，SRK方程，PR方程，请为它们的计算准确性排序（）A.RK>PR>SRK>vdW>理想气体状态方程B.PR≈SRK>RK>vdW>理想气体状态方程C.PR>vdW>SRK>RK>理想气体状态方程D.SRK>PK>PR>vdW>理想气体状态方程8.下列关于逸度的说法不正确的是（）A.逸度可称为校正压力B.逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度C.逸度表达了真实气体对理想气体的偏差D.逸度课代替压力，使真实气体的状态方程变为f v=nRT9.立方型状态方程有多种形式，其中对摩尔体积V的三次展开式中，若解得V有三个实根，则最大的根表示（）A.气相摩尔体积V VB.液相摩尔体积V LC.无实际物理意义D.气相摩尔体积与液相摩尔体积之和10.下列化工热力学研究特点的说法不正确的是（）A.研究体系为实际状态B.处理方法以理想状态为标准态加以校正C.解释微观本质及其产生某种现象的内部原因D.应用领域是解决工程中的能量利用及平衡问题三、计算题（每题15分）1.某二组元液体混合物在298K 和1.0133×105Pa 下的焓可用下式表示：式中H 单位为J ∕mol 。
化工热力学习题及答案.doc
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。
化工热力学试题答卷三套与参考答案
精心整理一. 选择题（每题2分，共10分）1.纯物质的第二virial系数B （A）A仅是温度的函数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2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A。
参考P—V图上的亚临界等温线。
）.■一"IA. > P s TB. < P s TC. = P s T—尹、if \ \3.二元气体混合物的摩尔分数yi=0.3，在一定的T, P下，？ 0.9381, ?2 0.8812，则此时混合物的逸度系数为。
（C）i 、iA0.9097 B0.89827 C0.8979 D0.90924.某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ，贝U流体的熵变（A）A.大于零B.小于零C.等于零D.可正可负5.Henry 规则（C）A仅适用于溶剂组分B仅适用于溶质组分C适用于稀溶液的溶质组分D阶段适用于稀溶液的溶剂二、填空题（每题2分，共10分）1.液态水常压下从25 C加热至50 C,其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为II（1882.75 ）J/mol。
2.封闭体系中的1mol理想气体（已知C j g），按下列途径由「、P1和V1可逆地变化至P2，贝U,等P P温过程的W= RT ln」，Q= RTln」，U=0，H=0。
P2 P23.正丁烷的偏心因子3= 0.193，临界压力为p c= 3.797MPa，则在Tr= 0.7时的蒸汽压为（0.2435 ）MPa。
4.温度为T的热源与温度为T o的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp，则E xQ的计算T T式为（E XQ T（1 ）C p dT ）。
To I5.指出下列物系的自由度数目，（1）水的三相点0，（2）液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态1三、简答题：（共30分）1.填表（6分）2.有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是V i V I（1 ax2）,V2 V2（1 bx i），其中V i，V2为纯组分的摩尔体积，a，b为常数，问所提出的模型是否有问题？（8分）解：由Gibbs-Duhem 方程得，a—b，a,b 不可能是常数，故提出的模型有问题。
化工热力学习题解答五～七章10级
1378.96kJ / kg
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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
化工热力学试题及答案
化工热力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工热力学中，下列哪种物质的焓变是正值？A. 冰融化成水B. 氢气燃烧C. 铁的氧化D. 水蒸发答案：B2. 绝对零度是：A. -273.15℃B. 0℃C. 273.15℃D. 100℃答案：A3. 根据热力学第一定律，下列哪种情况下系统内能不变？A. 系统对外做功B. 系统吸收热量C. 系统与外界无能量交换D. 系统对外做功且吸收热量答案：C4. 热力学第二定律表述的是：A. 能量守恒B. 热能自发地从高温物体传递到低温物体C. 热能自发地从低温物体传递到高温物体D. 系统熵总是增加的答案：D5. 熵是热力学中用来描述的物理量：A. 能量B. 温度C. 混乱度D. 压力答案：C6. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关？A. 工作介质B. 工作温度C. 环境温度D. 所有选项答案：D7. 理想气体的内能仅与温度有关，这是因为：A. 理想气体分子间没有相互作用力B. 理想气体分子间有相互作用力C. 理想气体分子间有相互作用力，但可以忽略D. 理想气体分子间没有相互作用力，但可以忽略答案：A8. 根据理想气体状态方程，下列哪种情况下气体体积不变？A. 温度增加，压力增加B. 温度不变，压力增加C. 温度增加，压力不变D. 温度增加，压力减少答案：B9. 范德华方程修正了理想气体方程的哪一点？A. 分子间无相互作用力B. 分子间有相互作用力C. 分子间有相互作用力，但可以忽略D. 分子体积可以忽略答案：B10. 热力学第三定律表述的是：A. 绝对零度不可达到B. 绝对零度可以轻易达到C. 熵在绝对零度时为零D. 熵在绝对零度时为常数答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律可以表示为：能量守恒定律，即 _______。
答案：ΔU = Q - W2. 绝对零度是温度的下限，其值为 _______。
答案：-273.15℃3. 热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为 _______ 而不产生其他效果。
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3.dU =dQ^dW ,4.H=U+PV, A=U・TS, G=H-TS5.dU= TdS一pdV , dH= TdS + Vdp , dA= -SdT一pdV , dG= -SdT + Vdp7.0, 0, 一0 •气. • In Xj , RT £土•Ini’••I I8.x, • In9.理想10. H] = H] + ax：,H2= H2 + ca] 11.偏摩尔性质（M；）溶液性质（M）关系式（M =£寻虬）HiIn") In/ Inf =»，"(%)In A In (p lne = », ・lnS,iIn n G E//RT• I~\M~t AM △M = Z 光, W i , /四、计算题1.（即dS表示成dT和dP的函数）二、填空题1. 0,2. Z1, Z = Z° + /・Z\模拟题一BPc =B0 + 6yB l RT.,等压条件下，dQ = C"T，所以,，丝、_s T pdS =因此,"Sc ndS dp削、、叽dT +ppdTTdpTdp pdG =VdP -SdT由 Maxwell 方程可知，| |\d P )T V ST )f)2.V.= 28-20X1 + 10X1 2 口 = 40+10X1 2 V 00 = 28cm 3/mol V? = 50 cm 3/molV| = 18 cm 3/molV 2 = 40 cm 3/mol, AV= lOXj X 2 V E = lOXj X 23. 设加入狩克水，最终体积UenF ；原来有5和七摩尔的水和乙醇，则有10 = n w V w ^n E V E =14.61%" +58.01n £ ( 心一， ( 心V = f2w + To "田 = n w +— 17.11+ n £56-58\ \ MJ n w x 18 _ 4 n E x 46 96 n w x 18 + W _ 35 n E x46 65解方程组得结果：V = 13.46m 3,W = 3830奴 4.解：(a)= d(l.96〃-0.235勺)=]96_O 235 = 1.725x t dn x …Mf } =el l25x } = \A2MPa, 同样得 £ =^，%A ：2 =5.6SMPa(b) In /, = In f\=] i =o =1.96 — 0.235 = 1.725,所以.有=e L725 同样得In/? =L96,所以f 2 =/96模拟题二三、填充题：I. Lewis-Randall 定则， Henry 定则2. dU=TdS ~PdV\ dH =TdS + VdP; dA = -PdVSdT;3.0,0,- Inx RT^^Xj Inx、简答题:dQ\ T 打/1000-1.012112032-1.0121=0.0803H = H,(l-x)+H g x =209.33 x 0.91697 + 2592.2 x 0.08303 = 407.18」gT S = S f (l-x)+S g x=0.7038x0.91697 + 8.0763 x 0.08303 = LSlS^g^K 1G = H-TS=407.18 - 323.15 x 1.3159 = -18.053店】2、Vj = 28-20X1+10X1 2 亿= 40 + 10X12%°° = 28 cm 3 /mol Vj = 18 cm ，/mol AV =l()Xi X 2 V E = 10X1 x 2V^° =50 cm 3 /mol V2 = 40 cm 3 /mol五、计算题:V=V /(l-x)+V g x—= ^(x, \ny i ) = Xi A X }+x 1Ax}=Ax i x 1In/j = in(-^-) = AxlXifxIn = Ax} f InXj + In f { = Ax} 4-lnXj+A + B-C •n/2 =ln(^-) = AxfxifiIn f 2 = Axj + In *2 + In /)= Ax} +lnx 2 + A/\/\lnf = x } In —4- x 2 In — = A + Bx x 一 Cx ：%*2=A XJ X 2 + (8 - C)*i + A模拟题三二、填空题（共6小题，12分）1、 （2分）三相点2、 （2分）Maxwell 关系式3、 （2分）0,04、 （2分）将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来.5、 （2分）体积6、 （2分）M.M ' （T, P 一定）7、 （2分）08、 （6分）理想溶液，0, 0 9、 （2分）AV= a X|X 2 10、 （4分Mdln”，=0 11、 （2分）ajXi 12、 （2分）△ U=Q+WAH+l/2AU 2+gAz=Q+W s 或左H +AE k +AE P =Q+ W S13、 （2分）ds 》014、（2分）环境基态完全平衡15、（2分）不AT逆性16、（2分）汽化炳17、（2分）第一定律;第二定律五、简答题1、（8分）偏离函数定义，M R =M-M"指气体真实状态下的热力学性质M与同-T, P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。
化工热力学 例题 与解答(10)
第四章 例题一填空题1. 二元混合物的焓的表达式为212211x x H x H x H α++=，则21222211;x H H x H H αα+=+=（由偏摩尔性质的定义求得） 2.3. 有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是)1(),1(122211bx V V ax V V +=+=，其中V 1，V 2为纯组分的摩尔体积，a ，b 为常数，问所提出的模型是否有问题？由Gibbs-Duhem 方程得， b V x V x a 1122=， a,b 不可能是常数，故提出的模型有问题；若模型改为)1(),1(21222211bx V V ax V V +=+=，情况又如何？由Gibbs-Duhem 方程得， b V V a 12=，故提出的模型有一定的合理性_。
4. 某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 2122222111x b a H x b a H +=+=和，则b 1 与b 2的关系是21b b =。
5. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系+11ln γd x 0ln 22=γd x 。
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32221ln x x βαγ+=（βα,是常数），则溶质组分的活度系数表达式是=2ln γ3121232x x ββα-+。
解：由0ln ln 2211=+γγd x d x ，得()()[]121122222122121233232ln ln dx x x dx x x x x dx dx d x x d ββαβαγγ++=+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=从()1021==γ此时x 至任意的1x 积分，得()[]31211021122323321ln ln 111x x dx x xx x x ββαββαγ++=++=-⎰== 二、计算题1. 在一定T ，P 下，二元混合物的焓为 2121x cx bx ax H ++= 其中，a =15000，b =20000，c =-20000 单位均为J mol -1，求(a)21,H H ；（b ）∞∞2121,,,H H H H 。
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。
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。
化工热力学习题
第一章绪言一、是否题详细答案1.孤立体系的热力学能和熵都是一定值。
（错。
和，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，，，，故体系将在T，2V，0.5P状态下达到平衡，，，）2.封闭体系的体积为一常数。
（错）3.封闭体系中有两个相。
在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系。
（对）4.理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
（对）5.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。
）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。
（错。
V也是强度性质）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T1和T2，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
）8.描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中)，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。
(错。
)9.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）10.自变量与独立变量是不可能相同的。
（错。
有时可以一致）第二章 P-V-T关系和状态方程一、是否题详细答案1.纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。
（错。
如可以直接变成固体。
）2.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。
）3.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。
）4.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。
（错。
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采用状态方程模型，需要输入纯组分的 ，以确定PR方程常数，从附表查得各组分的 并列于下表
CO2和正丁烷的
组分,i
/K
/MPa
CO2（1）
304.19
7.381
0.225
正丁烷（2）
425.18
第四章例题
一填空题
1.二元混合物的焓的表达式为 ，则 （由偏摩尔性质的定义求得）
2.填表பைடு நூலகம்
偏摩尔性质( )
溶液性质(M)
关系式( )
lnf
ln
lni
3.有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是 ，其中V1，V2为纯组分的摩尔体积，a，b为常数，问所提出的模型是否有问题？由Gibbs-Duhem方程得， ，a,b不可能是常数，故提出的模型有问题；若模型改为 ，情况又如何？由Gibbs-Duhem方程得， ，故提出的模型有一定的合理性_。
解：本题是分别计算两个二元混合物的均相性质。给定了温度、压力和组成三个独立变量，均相混合物的性质就确定下来了。
（a）由于系统的压力较低，故汽相可以作理想气体处理，得
（kPa）
（kPa）
理想气体混合物的逸度等于其总压，即 （kPa）[也能由其它方法计算]。
（b）液相是非理想溶液，组分逸度可以从活度系数计算，根据系统的特点，应选用对称归一化的活度系数，
T/K
A
B
109.0
0.3036
-0.0169
112.0
0.2944
0.0118
115.74
0.2804
0.0546
计算等摩尔混合物的（a）112.0K的两组分的活度系数；（b）混合热；（c）超额熵。
解：（a）
所以
同样得
（b）
取
（c）
11.利用Wilson方程，计算下列甲醇（1）－水（2）体系的组分逸度（a）P=101325Pa，T=81.48℃，y1=0.582的气相；（b）P=101325Pa，T=81.48℃，x1=0.2的液相。已知液相符合Wilson方程，其模型参数是
K， MPa，
纯组分常数
（MPa cm6mol-2）
(cm3mol-1)
混合物常数
摩尔体积
(cm3mol-1)
组分逸度系数
组分逸度
混合物逸度系数，表3-1c
混合物逸度
状态方程除了能计算P-V-T、逸度性质外，还能计算许多其它的热力学性质，如焓、熵等，它们在化工过程中都十分有用。同时也表明，经典热力学在物性相互推算中的强大作用。
和
所以，液相的组分逸度分别是
(MPa)
(MPa)
液相的总逸度可由式（4-66）来计算
（MPa）
应该注意：
（1）在计算液相组分逸度时，并没有用到总压P这个独立变量，原因是在低压条件下，压力对液相的影响很小，可以不考虑；
由于
所以
其中，蒸汽压 由Antoine方程计算，查附表得纯物质的Antoine常数，并与计算的蒸汽压同列于下表
甲醇和水的Antoine常数和蒸汽压
组分（i）
甲醇（1）
9.4138
3477.90
-40.53
0.190
水（2）
9.3876
3826.36
-45.47
0.0503
活度系数 由Wilson模型计算，由于给定了Wilson模型参数 ，计算二元系统在 K和 时两组分的活度系数分别是
3.797
0.193
对于二元均相混合物，若给定了温度、压力和组成三个独立变量，系统的状态就确定下来了，并可以确定体系的状态为气相。
另外，对于混合物，还需要二元相互作用参数，已知 。
计算过程是
用软件来计算。启动软件后，输入 和独立变量，即能方便地得到结果，并可演示计算过程。
PR方程计算气相混合物的热力学性质
解：由于virial方程可以表达成为以V（或Z）为显函数，则采用下列公式推导组分逸度系数表达则更方便，
（T，x为一定数）
因为
，或
所以
代入逸度系数表达式得
对于二元体系，有
所以
得
同样
混合物总体的逸度系数为
（有两种方法得到）
代入有关数据，得到计算结果为
另法
6.用PR方程计算下列的CO2（1）—正丁烷（2）系统在273.15K、1.061MPa和 时的组分逸度系数、组分逸度和混合物的逸度系数、逸度。已知二元相互作用参数是
解：
当 mol时， 18.62cm3mol-1
且， 1010.35cm3
由于 ， mol
所以，
4.酒窑中装有10m3的96%(wt)的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需加水多少?能得到多少体积的65%的酒精?设大气的温度保持恒定，并已知下列数据
酒精浓度(wt)
cm3mol-1
cm3mol-1
96%
7.二元气体混合物的 和 ，求 。
解：
8.常压下的三元气体混合物的 ，求等摩尔混合物的 。
解：
同样得
组分逸度分别是
同样得
9.三元混合物的各组分摩尔分数分别0.25，0.3和0.45，在6.585MPa和348K下的各组分的逸度系数分别是0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。
解：
10.液态氩（1）—甲烷（2）体系的超额吉氏函数表达式是 其中，系数A，B如下
14.61
58.01
65%
17.11
56.58
解：设加入W克水，最终体积Vcm3；原来有nW和nE摩尔的水和乙醇，则有
解方程组得结果：
5.对于二元气体混合物的virial方程和virial系数分别是 和 ，试导出 的表达式。计算20kPa和50℃下，甲烷(1)－正己烷(2)气体混合物在 时的 。已知virial系数B11=-33，B22=-1538，B12=-234cm3mol-1。
解：（a）
（b）
2.在一定的温度和常压下，二元溶液中的组分1的偏摩尔焓如服从下式 ，并已知纯组分的焓是H1，H2，试求出 和H表达式。
解：
得
同样有
所以
（注：此题是填空题1的逆过程）
3.298.15K，若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液的总体积的关系为 (cm3)。求 =0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔 。
4.某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 ，则b1与b2的关系是 。
5.等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系 。
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 （ 是常数），则溶质组分的活度系数表达式是 。
解：由 ，得
从 至任意的 积分，得
二、计算题
1.在一定T，P下，二元混合物的焓为 其中，a=15000，b=20000，c=-20000单位均为J mol-1，求(a) ；（b） 。