广州大学2012-2013学年第一学期考试卷化工热力学

广州大学2012-2013学年第一学期考试卷化工热力学

一、判断题（正确的说法打√，错误的说法打Χ。）

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。2．逸度与压力的单位相同。3．纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。4．系统经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。5．标准态逸度就是同一温度，同一压力下的纯组分的逸度。

6．二参数()r r P ,T 对比态原理适用于任何球形或非球形的分子。

7．第一个适用于真实气体的立方型方程对后来立方型方程的发展在理论和方法上产生了重大的影响。

8．传热过程的损失功仅和冷热流体的温差有关，当冷热流体温差相同时，则其过程损失功就相同。9．在体积缩小的反应中，温度不变，随体系压力的增加，反应进度会增加。10．节流膨胀在任何条件下都产生制冷效应。

二、概念即名词解释（5小题，每小题3分，共15分）

1．理想气体状态方程及适用条件：2．虚拟临界参数3．化学位4．理想功5．等熵膨胀效应系数

三、选择题（共5题，每题4分，共20分）1．理想溶液须满足条件

1．分子结构相似，大小一样

2．分子间的作用力相同

3．混合时没有热效应和体积效应

4，混合前后体系的混乱度相同

A．1，2B．1，2，3C．2，3，4D．1，2，3，4

2．立方型状态方程求解气体体积时，当T

A．大根是汽相摩尔体积，小根是液相摩尔体积，中间的根无物理意义。

B．中间根表示汽相或液相摩尔体积，其它两个根无物理意义。

C．大根是液相摩尔体积，小根是汽相摩尔体积，中间根无物理意义。

D．大根是汽相摩尔体积，中间根是液相摩尔体积，小根无物理意义。

3．化学反应平衡常数与标准自由焓变关系式：00i i i RT ln k=G G γ-∑，的状态为

A．系统温度、p=1的纯组分i 的理想气体状态

B．系统温度、系统压力的纯组分i 的理想气体状态

C．系统温度、p=1的纯组分i

D．系统温度、系统压力的纯组分i

4．1MPa、573K 的水蒸气，可逆绝热膨胀到0.1MPa，求蒸汽的干度为

已知1MPa、537K的水蒸气、113051.3kJ /kg; 7.1239kJ /(kg K)

H S ==⋅0.1MPa的饱和水、l l 417.5kJ /kg; 1.302kJ /(kg K)

H S ==⋅

饱和蒸汽、g g 2675.7kJ /kg; 7.3608kJ /(kg K)

H S ==⋅A．0.4805 B.0.0391 C.1.0000 D.0.96095．普遍化维里系数在计算气体压强时简单易行，但必须满足条件

A r V 2≥

B r V =2

C r V <2

D 无限制条件

四、简答题（共2题，每小题10分，共20分）

1．蒸汽动力循环中郎肯循环与卡诺循环的不同点表现在哪里？

2．试分别从纯组分、混合物中组分i 及其混合物角度来阐述逸度的概念。

五、计算题（共4题，共35分）

1．对于均相单组分系统，根据相律知体系的独立变量数仅有2个，已知体系为单组分的均相体系，且体系的温度（0,T T ）、体积（0,V V ）、等容热容Cv、该体系的标准态熵000(,)S T V 以及体积函数(,)p T V ，通过具体推导求体系熵(,)S T V 通式？（提示：(,)S S T V =）（6分）

2.某实验室需配制含有20%（质量分数）甲醇的水溶液-33310m ⨯作为防冻剂，试求需要多少体积的20℃时甲醇与水混合。已知20℃时20%（质量分数）甲醇溶液的偏摩尔体积3312=37.8 cm /mol 18.0cm /mol

V V =20℃时纯甲醇的体积31=40.46 cm /mol V ，纯水的体积32=18.04 cm /mol V （8分）

3．一系统发生下列反应422CH H O CO + 3H −−→+←−−

，假定各物质的初始含量是1mol CH 4，2mol H 2O ，1mol CO ，和5mol H 2。试求出物质的量i n 和摩尔分数i y 对ε的函数表达式？（9分）

4．高压（水）蒸汽作为动力源，可驱动透平机做功。753K 、1520KPa 的过热蒸汽进入透平机，在推动透平机做功的同时，

每kg 蒸汽向环境散失热量7.1KJ 。环境温度293K 。由于过程不可逆，实际输出的功等于可逆绝热膨胀时轴功的85%。

做功后，排出的蒸汽变为71kPa 。求此过程的理想功、损失功及热力学效率T η。（12分）

已知水蒸气在753K 、1520kPa 的过热蒸汽-1-1-1

3426.7kJ kg S 7.5182kJ kg K H =⋅=⋅⋅已知压强P=71kPa 饱和蒸汽，则-1-1

7.4752kJ kg K S =⋅⋅已知蒸汽压强P=71kPa 和-1-1S 7.5182kJ kg K =⋅⋅，则-1

2663.1 kJ kg H =⋅已知蒸汽压强P=71kPa 和-12770.5kJ kg H =⋅，则-1-17.7735 kJ kg K S =⋅