化工热力学试题(A)卷

化工热力学试题（A ）卷

学号 姓名 成绩

一．单项选择题（每题1分，共15分）：

1．纯物质临界点时，其对比温度T r （ ）。 A ． = 0 B ．< 0 C ．> 0 D ．=1

2．Pitzer 提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是（ ）。 A ．B = B O ωB 1 B ．B = B O ω + B 1

C ．BP C /（RT C ）= B O +ωB 1

D ．B = B O + ωB 1

3．对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ ）。 A ． dH = TdS + Vdp B ．dH = SdT + Vdp C ． dH = -SdT + Vdp D ．dH = -TdS – Vdp

4．对理想气体有（ ）。

A ．T 〈 0

B ．T 〉0

C ．T = 0

D ． P = 0

5．不可逆过程中，孤立体系的（ ）。

A ．总熵增加，火用也增加。 B. 总熵减少，火用也减少。 C ．总熵减少，但火用增加。 D ．总熵增加，但火用减少。

6．纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态（ ）。 A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽

7．关于制冷原理，以下说法不正确的是( ) A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。 B. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。 C. 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。

D. 只有当，经节流膨胀后，气体温度才会降低。

E. 理想气体的永远是等于0的。

8．作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分蒸汽（ ） A ． 锅炉加热锅炉进水 B ．回热加热器加热锅炉进水 C. 冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热

9．下列关于G E 关系式正确的是（ ）。

A. G E = RT ∑X i ln X i

B. G E = RT ∑X i ln i

C. G E = RT ∑X i ln γi

D. G E = R ∑X i ln X i

10．下列化学位μi 和偏摩尔性质关系式正确的是（ ）

A ．μi = i B. μi = i

)/(P H ∂∂)/(P H ∂∂)/(P H ∂∂)/(T H ∂∂0>−T J μT J −μ^a −

H −V

C. μi =i

D. μi = i

11．对二元溶液 T 或 P 一定时，下列各式中，Gibbs--Duhem 方程正确的形式（ ）。 A ．X 1dln γ1+ X 2dln γ2= 0 B. X 1dln γ1- X 2dln γ2= 0

C ．X 1dln γ1/dX 1 - X 2dln γ2/dX 1 = 0 D. X 1dln γ1/dX 1 + X 2dln γ2/dX 2 = 0

12．等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中（ ）。

A. 足够多的实验数据

B. ln （γ1/γ2）dX 1≈0

C. [ （ln γ1）/ P]

T ，X ≈0 D. [ （ln γ1）/ T]P ，X ≈0

13．对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数γi （ ）。 A ． >1 B. < 1 C.= 1 D. = 0

14．对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ ）。

A ． y i f = x i p i S B. y i p =γi x i p i S

C ． y i p = x i i p i S D. y i p = x i p i S

15．苯（1）和环己烷（2）在303 K ，0.1013 MPa 下形成X 1 = 0.7的溶液。已知此条件下V 1=89.96 cm 3/mol ，V 2=109.4 cm 3/mol ， 1=90.20 cm 3/mol 2=110.69 cm 3/mol ，则溶液体积是（ ） cm 3/mol 。

A ． 99.68 B. 95.97 C. 96.00 D. 96.35

二．填充题（每空1分，共13分）：

1．纯物质 T—S 图的拱形曲线下部为_______________ 区。

2．一定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与____________成完全平衡状态时，此过程的理想

功。

3．纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。

4．溶液中组分i 的活度系数的定义是 γi =________________________。

5．单位质量稳定流动体系能量平衡方程_______________________________, 对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 ______________________，对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为_______________________。

6．在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质

i M

M = Σ X i i

ln f

ln Φ

ln γi

−G −

A ∫

10

∂∂∂∂Λ

Φ−

V −

V −M −

M

三．名词解释题（每题4分，共20分）：

1．偏心因子

2．相平衡准则

3．过量性质（超额性质）

4．剩余性质

5. 理想溶液

四．计算题

1、（12分）化工生产中需0.1MPa，80℃热水用于设备保温，此热水由0.2MPa，175℃水蒸汽通入

0.1MPa，20℃冷水在热水槽中混合得到。请计算：

（1）制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽？（4分）

（2）此混合过程理想功和损失功各是多少（按1吨热水计）？（4分）

（3）如果用0.1MPa，95℃热水代替水蒸气制备0.1MPa，80℃热水，那么损失功又是多少（按1吨热水计）？（2分）

(4) 比较（2）和（3）的结果，哪一个损失功小？为什么？（2分）

设混合过程热损失可忽略，环境温度是20℃。有关数据列于下：

热水（80℃）热水（95℃）冷水（20℃）水蒸气（175℃）

H （kJ/kg） 334.91 397.96 83.96 2819.7

S （kJ/（kg K）） 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931

2、 (12分) 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h，氨蒸发温度是243 K, 蒸发器出口的氨饱和蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K，过冷到298K，再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器。问：

（1）如果压缩机进、出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg，冷凝器出口过

冷氨的焓是540kJ/kg，试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数。（5分）

（2）如果将氨的蒸发温度调整到253K， 压缩过程仍为可逆绝热压缩，其余条件不

变，试问压缩机的理论功率有何变化，为什么？此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg和1912kJ/kg。（3分）

（3）在T--S图上标出（1）、（2）二循环过程。（4分）

3、（14分）由实验数据得到25℃，1atm下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示：

H = 150 – 45x1 + 10x12 – 15 x13

H 单位是J/mol， x1是组分1的摩尔分数。求该温度压力下，

(1)1和 2 （4分）；（2）H1和H2；（3分）（3）1∞和2∞（3分

（4）ΔH （2分） ；（5）H E（2分）

−H

−

H−H

−

H