068#——化工热力学

化工热力学1

一．简答题

1 画出理想朗肯循环的T-S 图， 并写出吸热阶段工质所吸收热量的计算公式。

2 写出()()RT b V b V V T a P =-⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++

5

.0方程中()b V V T a +5.0，b 两项各自的含义。

3 若采用普遍化方法估算50℃、12.28MPa 条件下

乙炔气体的逸度，采用图1判断使用哪种更合适？

图1 图2

4 写出临界点PVT 之间满足的数学条件，并在图2中标出一条大于临界温度的等温线 参考答案：

1答：理想朗肯循环的T-S 图：

1-4阶段为工质吸热，根据热力学第一定律，所吸收热量

2答：

()

b V V T a

+5.0……压力校正项，1mol 气体分子产生的内压力

b ……体积校正项，1mol 气体分子本身的体积

3 答：K T C 3.308=, P C =6.14MPa

05.13.308273

50=+=

Tr

214

.628.12Pr ==

根据图1判断，应使用普遍化逸度系数图计算

14H H H Q H -=∆= 4 W 1 透平 5

4答：临界点PVT 之间满足的数学条件：

图2

二计算题： （需要的参数，图表附后面）

1 采用普遍化第二维里系数法计算1mol CO

2 在624K 、80atm 的摩尔体积

1(15分).

解：K T C 2.304=, P C =7.38MPa,ω=0.225

05.22

.304624

==

Tr 10.11038.710132580Pr 6

=⨯⨯=

051.005

.2422

.0083.0422.0083.06

.16.10-=-=-

=r T B 131.005

.2172

.0139.0172.0139.02

.42.41=-=-

=r T B 988.005

.210

.1)131.0225.0051.0(1)

(110=⨯⨯+-+=++=r r T P B B Z ω mol l mol m P ZRT V / 632.0/1032.6101325

80624

314.8988.034=⨯=⨯⨯⨯==

- 2 采用普遍化图表计算氮气在42.5℃、16.95MPa 时的压缩因子，摩尔体积及剩余焓

2(17分).

解：K T C 2.126=, P C =3.39MPa,ω=0.040

：

0)(=∂∂=Tc T V

P

0)(22=∂∂=Tc T V P

5.22.126273

5.42=+=

Tr

0.539

.395.16Pr ==

查三参数普遍化压缩因子图，可以得到03.10

=Z ，30.01

=Z 压缩因子： 04.130.0040.003.11

=⨯+=+=Z Z Z ω 摩尔体积：mol l mol m P ZRT V / 805.0/1005.810

39.35.315314.804.13

46=⨯=⨯⨯⨯==

- 查普遍化焓差图，

68.0)(0'=∆c

RT H ，

55.0)(1'-=∆c

RT H

()c

c c RT H RT H RT H 1

0)'('∆+∆='∆ω

=0.68＋0.04×（－0.55）＝0.658 剩余焓：690.4J/mol 0.658126.28.314=⨯⨯='∆H

3.氨的T-S 图上标出冷凝温度为30℃，蒸发温度为-15℃的理想氨压缩制冷循环示意图，并计算该制冷机的制冷系数

4(18分). 解：冷凝温度为30℃，蒸发温度为-15℃的理想氨压缩制冷循环示意图：

本试题附公式：6

.10422.0083.0r T B -= 2.41172.0139.0r T B -=

dP

T

V T V dT C dH P P ])([∂∂-+= dP T V dT T C dS P P )(∂∂-= 或 dV T P dT T C dS V V )(∂∂+=

附表1 临界常数和偏心因子

1

3 4

查图得：

H 1=340 kcal/kg. H 2=395 kcal/kg, H 5= H 4=77 kcal/kg 该制冷机的78.4340

39577

3401251=--=--=

H H H H ξ制冷系数

本试题附公式：6

.10422.0083.0r T B -= 2.41172.0139.0r T B -=

dP T

V T V dT C dH P P ])(

[∂∂-+= dP T V dT T C dS P P )(∂∂-= 或 dV T P

dT T C dS V V )(∂∂+=

()RTc

H 1

'∆

附图5

附图6

化工热力学2

一．简答题

1 写出以体积表示的维里方程的形式，并说明维里系数的含义。

2 画出理想朗肯循环的T-S 图， 并写出透平机对外做功的计算公式。

3 若采用普遍化方法估算290K 、2.5MPa 条件下

乙烷的逸度，采用图1判断使用哪种更合适？

图 1

图2

4 写出临界点PVT 之间满足的数学条件，并在图2中标出一条小于临界温度的等温线 参考答案： 1答： Z ＝

RT PV ＝ +++21V

C

V B B ——第二维里系数，表示双分子间的相互作用力