化工热力学考试复习题

化工热力学标准化作业一一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因）1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。

2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。

3、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。

4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。

5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。

6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零，7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。

8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。

9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。

10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。

二、填空题1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。

2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。

它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。

3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。

4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；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）；泡点的轨迹称为___________，露点的轨迹称为___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。

5、正丁烷的偏心因子ω=0.193，临界压力p c=3.797MPa时，则在T r=0.7时的蒸汽压为___________MPa。

6*、状态方程通常分为三类，分别是__________，__________，__________。

7*、在状态方程的分类中，RK方程属于__________，virial方程属于__________。

8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是p=RT/(V －b)－a/V2，RK方程的形式为____________________。

三、计算题1、将1mol甲烷压缩贮于容积为0.125m3，温度为323.16K的钢瓶内，问此甲烷产生的压力有多大？分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。

已知甲烷的临界参数为T c=190.6K，p c=4.60MPa。

RK方程中a=0.42748R2T c2.5/p c，b=0.08664 RT c/p c。

解：2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内，钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。

（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。

已知氨的临界常数为T c=405.6K，p c=11.28MPa, V c=72.5cm3/mol，ω=0.250。

RK方程中a=0.42748R2T c2.5/p c，b =0.08664 RTc /p c 。

Virial 方程中B (0)=0.083－0.422/ T r 1.6；B (1)=0.139－0.172/T r 4.2。

解：3、试分别用下列三种方法求出400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。

(1) 用理想气体方程；(2) 用RK 方程；(3) 用Virial 方程截断式(1-38)，其中的第II Virial 系数用Pitzer 的普遍化关联式(1-42、1-43)计算。

解：4、将压力为2.03MPa ．温度为477K 条件下测量的32.83m 的3NH 压缩到30.142m ，若温度为448.6K ，则其压力为若干?分别用下述方法计算：(1) Van der Waals 方程；(2) Redlich-Kwong 方程；(3) Peng-Robinson 方程；(4) 普通化关系式。

解：5、试用下列方法计算473.15 K 、1.013MPa 的异丙醇蒸气V 与Z 值。

已知异丙醇的Virial 系数实验值31B 388cm mol -=-⋅、62C 26000cm mol -=-⋅。

(1) 理想气体状态方程；(2) BP Z 1R T =+；(3) 2B C Z 1V V =++解：6、在50℃、60.97 MPa 时由0.401(摩尔分率)的氮气和0.599(摩尔分率)的乙烯组成混合气体，试用下列4种方法计算混合气体的摩尔体积。

已知实验数据求出的40.1.exp =Z 。

(1) 理想气体方程；(2) Amagat 定律和普遍化压缩因子图；(3) 虚拟临界常数法(Kay 规则)；(4) 截至第II 项的Virial 方程。

解：7、试估算氨 在293K 下蒸发前后体积的变化量。

已知：氨在293 K 下的蒸气压为58.5710Pa ⨯。

解：8、估算150℃时乙硫醇的液体摩尔体积。

已知实验值为3195.0cm mol -⋅。

乙硫醇的物性为C P 5.49MPa =、C T 499K =、0.190ϖ=，31C V 207.0cm mol -=⋅。

20℃时乙硫醇的饱和液体密度为30.839g cm -⋅。

解：9、已知正常流体的饱和燕气压可以用经验方程：S B lg P A T=+表示，其中p 的单位为MPa ，T 的单位是K ，试推导出该流体偏心因子表达式。

化工热力学标准化作业二一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因）1、热力学基本关系式d H =T d S +V d p 只适用于可逆过程。

2、当压力趋于零时，M (T,p )-M ig (T,p )≡0（M 是摩尔容量性质）。

3、纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，d G =RT dln f 。

4、当p →0时，f /p →∞。

5、吉氏函数与逸度系数的关系是G (T,p )－G ig (T,p =1)=RT ln φ。

6、对于一均相系统，V p T S T T S T )()(∂∂-∂∂等于Ｒ。

二、填空题1、一气体符合p (V-b )=RT 的状态方程从V 1等温可逆膨胀到V 2，则系统的ΔS为_____。

2、理想气体状态的逸度系数等于_____。

3、以吉布斯函数表示的汽液平衡准则是__________。

4、以逸度表示的纯物质的汽液平衡准则是__________。

5、以逸度系数表示的纯物质的汽液平衡准则是__________。

三、计算题1、压力是3MPa 的饱和蒸汽置于1000cm 3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝（可忽视液体水的体积）？已知水的性质表。

解：2、 (1) 分别用PR 方程和三参效对应状态原理计算，312K 的丙烷饱和蒸气的逸度；(2) 分别用PR 方程和三参数对应态原理计算312K 、7MPa 丙烷的逸度；(3) 从饱和气相的逸度计算312K 、7MPa 丙烷的逸度。

设在1～7MPa 的压力范围内液体丙烷的比容为312.06cm g -⋅，且为常数。

解：3、试用普遍化方法计算丙烷气体从378K 、0.507MPa 的初态变化到463K 、2.535MPa 的终态时过程的H ∆和S ∆值。

已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为： P C 22.990.1775T =+，式中T 用K 表示，11P C J mol K --⋅⋅用表示。

解：4、试用Virial方程截断式(1-39)推导出描述某气体的R H RT 、R S R 与f ln P的表达式。

解：5、选择合适的普遍化关联方法计算1 kmol 丁二烯-1,3从2.53MPa ，127℃压缩到12.67MPa 、227℃时的H ∆、S ∆和V ∆。

已知：丁二烯-1,3的C P 4.326MPa =、C T 425.0K =、31C V 0.221m kmol -=⋅,181.0=ϖ，理想气体的等压热容36211P C 22.738222.79610T 73.87910T (kJ kmol K )----=+⨯-⨯⋅⋅ 解： 化工热力学标准化作业三一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因）1、偏摩尔体积的定义可表示为i x p T ii n p T i i x V n nV V ≠≠∂∂=∂∂=}{,,}{,,)()(。

2、对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。

3、对于理想溶液所有的超额性质均为零。

答：4、系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。

5、理想气体有f =p ，而理想溶液有i i ϕϕ=ˆ。

6、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，总内能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。

7、因为G E （或活度系数）模型是温度和组成的函数，故理论上i γ与压力无关。

8、纯流体的汽液平衡准则为l v f f =。

9、混合物系统达到汽液平衡时，总是有l vf f ˆˆ=，l v f f =，l i v i f f =。

10、理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。

4-10、理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。

11、符合Lewis-Randall 规则的溶液称为理想稀溶液。

12、符合Henry 规则的溶液称为理想溶液。

二、填空题1、已知某二元系统的212121211221A x A x A A x x RT G E +=则对称归一化的活度系数1ln γ是____________。

2、由混合物的逸度的表达式i ig i i f RT G G ˆln +=知，ig i G 的状态为系统温度、p =_____的纯组分i 的理想气体状态。

3、常温、常压下二元液相系统的溶剂组分的活度系数为32221ln x x βαγ+=（α，β是常数），则溶质组分的活度系数表达式是=2ln γ_________________。

4*、偏摩尔性质的定义式为___________，其含义为_____________________________。

5、若溶液性质(M )为ln f ，则其偏摩尔性质(i M )为______，二者间的关系式)(∑=i i M x M 为_______________________。

6、若溶液性质(M )为ln Φ，则其偏摩尔性质(i M )为______，二者间的关系式)(∑=i i M x M 为_______________________。