化工热力学第3阶段练习题知识分享
化工热力学 第三章(魏顺安课后习题)
实际态 T、p
真实气体 H、S
1
理想气体 H 、S 基准态 T0、p 0
* 0
3
* 0
2
理想气体 H*、S* 实际态 T、p
1 2 3 因 p 0 1atm, 所 1 0 为 以 2 3
• 气体在基准态下的 H0和S0 是相对值：
e 0.78785 f P 1.5962 MPa
0.23845
普遍化方程
BPc P r Z 1 RTc Tr BPc B 0 B1 RTc
成于勤，毁于惰， 荒于嬉，败于奢
pr 0 1 ln i B B Tr
铁可磨，石可穿， 攻必克，胜必谦
H0 0
S0 0
id R
• 从设计过程可知：
H H0 H H2 H3 nH nH
id
S S0 S S2 S3 nS nS
1cal( 热力学 ) 4.184J
R
• 为方便后面求解，现将摩尔等压热容进行单位换算。
Cp (0.886 5.602 102 T 2.771 105 T 2 5.266 109 T 3 ) 4.184 3.707 0.2344 1.159 10 4 T 2 2.203 10 8 T 3 ( J .mol1 . K 1 ) T
ZRT 0.65500 8.314 410 Vm 0.40806 10 3 m 3 .mol1 p 5471.55 103
V nVm 1 0.40806 103 4.0806 104 m 3
• (2) 求H、S
设计如下热力学过程：
《化工热力学》综合练习资料
《化工热力学》综合练习资料第2章 流体的p-V-T 关系一、试用Pitzer 三参数普遍化方法计算水蒸汽在107.9×105Pa 、593K 下的比容。
第3章 流体的热力学性质一、丙烷气体的始态为 1.013×105Pa 、400K(可以视为理想气体)，终态为3.013×105Pa 、500K 。
已知丙烷在理想气体状态下的摩尔热容为：T C ig p1775.099.22+= (J/mol.K)试采用三参数普遍化关系式计算始态至终态的焓变与熵变。
二、用三参数普遍化方法计算1kmol 的1,3-丁二烯，从25atm 及130℃压缩至125atm 和280℃时的ΔH 、ΔS 、ΔU 和ΔV 。
已知理想气体状态下的定压热容(cal/mol.K)与温度(K)的函数关系为:26310649.1710224.53432.5T T C ig p--⨯-⨯+=第5章 化工过程的能量分析一、1.57MPa 、484℃的过热水蒸气推动透平作功，并在0.0687MPa 下排出。
此透平既不绝热也不可逆，输出的轴功相当于可逆绝热膨胀功的85％。
由于隔热不好，每kg 的蒸汽有7.12kJ 的热量散失于20℃的环境中。
求此过程的理想功、损失功及热力学效率。
二、某炼厂有一台蒸汽透平，已知水蒸汽入口的温度为440℃，压力为40×105Pa ，流率为4000kg/h ，蒸汽排出的压力为7.0×105Pa 。
(1) 假定透平绝热可逆操作，试计算透平的功率；(2) 若透平绝热操作，输出的轴功等于绝热可逆轴功的82.65％。
则蒸汽的出口温度为多少？并计算过程的有效能(火用 )损失。
三、有一逆流式换热器，利用废气加热空气，空气由0.1MPa ，293K 被加热到398K ，空气流量为1.5kg .s –1；而废气从0.13MPa 、523K 冷却到368K 。
空气的等压热容为1.04kJ .kg –1.K –1，而废气的等压热容为0.84 kJ .kg –1.K –1，假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计，而且换热器与环境无热量交换，环境状态为0.1MPa、293K。
《化工热力学》通用型第二、三章答案精品文档34页
习题：2－1．为什么要研究流体的pVT 关系？答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p 、体积V 和温度T 是流体最基本的性质之一，并且是可以通过实验直接测量的。
而许多其它的热力学性质如内能U 、熵S 、Gibbs 自由能G 等都不方便直接测量，它们需要利用流体的p –V –T 数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过p –V –T 数据和热力学基本关系式进行计算。
因此，流体的p –V –T 关系的研究是一项重要的基础工作。
2－2．理想气体的特征是什么？答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。
严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。
理想气体状态方程是最简单的状态方程：2－3．偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？答：纯物质的偏心因子ω是根据物质的蒸气压来定义的。
实验发现，纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系，即符合：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r srTp 11log α 其中，cs s r p p p = 对于不同的流体，α具有不同的值。
但Pitzer 发现，简单流体（氩、氪、氙）的所有蒸气压数据落在了同一条直线上，而且该直线通过r T =0.7，1log -=s r p 这一点。
对于给定流体对比蒸气压曲线的位置，能够用在r T =0.7的流体与氩、氪、氙（简单球形分子）的s r p log 值之差来表征。
Pitzer 把这一差值定义为偏心因子ω，即任何流体的ω值都不是直接测量的，均由该流体的临界温度c T 、临界压力c p 值及r T =0.7时的饱和蒸气压s p 来确定。
2－4．纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小吗？答：正确。
由纯物质的p –V 图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。
山东大学网络教育期末考试试题及答案-化工热力学 3
化工热力学3一．简答题1 写出以压力表示的维里方程的形式，并说明维里系数的含义。
2 若采用普遍化方法估算200℃、1MPa 条件下丙酮的逸度，采用图1判断使用哪种更合适？图1 图23 写出临界点PVT 满足的数学条件，并在图2中标出饱和蒸汽曲线与饱和液相线4 稳流体系热一律应用于换热器如何简化？分析温度低于环境温度的体系吸热后有效能如何变化 参考答案： 1答：以压力表示的维里方程的形式： ΛΛ+'+'+==21P C P B RTPVZ B '——称为第二维里系数，表示双分子间的相互作用力C '——称为第三维里系数，表示三分子间的相互作用力2答：K T C 2.508=, P C =4.71MPa93.02.508273200=+=Tr21.071.40.1Pr ==根据图1，使用普遍化第二维里系数法合适3答： 临界点PVT 之间满足的数学条件：：0)(=∂∂=Tc T VP0)(22=∂∂=Tc T VP在PV 图上，饱和蒸汽曲线和饱和液相线如下：4答：稳流体系的热力学第一定律：H ∆+221u ∆+Z g ∆W Q -=s 对换热器， Ws=0 ，宏观位能和动能变化都不大 ，可忽略，即0≈∆Z g ，0212≈∆u 由此可以得到换热器热力学第一定律的简化形式为： Q H =∆温度低于环境温度的体系吸热后，离基准状态越近，因此有效能降低。
二计算题：1 采用普遍化第二维里系数法计算氨气在2.0265MPa 、478.6K 时的摩尔体积2 采用普遍化图表计算正丁烷在425.2K, 4.4６Mpa 时的压缩因子, 摩尔体积及剩余焓3 设空气为理想气体，其恒压热容p C ＝29.3K kmol kJ ⋅/，在稳流条件下进行绝热不可逆压缩，1T ＝298K ，2T ＝478K ，12/p p ＝4，环境温度为298K 计算此过程的H ∆本试题附公式：6.10422.0083.0r T B -= 2.41172.0139.0r T B -=dP TV T V dT C dH P P ])([∂∂-+= dP T V dT T C dS P P )(∂∂-= 或 dV T PdT T C dS V V )(∂∂+=饱和蒸汽曲线饱和液相线()RTcH 1'∆附图5附图6附图3附图4附图5 附图6。
化工热力学第三版第3章答案
化工热力学(第三版)习题解答集朱自强、吴有庭、李勉编著前言理论联系实际是工程科学的核心。
化工热力学素以概念抽象、难懂而深深印在学生的脑海之中。
特别使他们感到困惑的是难以和实际问题进行联系。
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为此我们应出版社的要求把该书第三版的习题解撰并付印,以飨读者。
在编写过程中除详尽地进行习题解答外,还对部分习题列出了不同的解题方法，便于读者进一步扩大思路,增加灵活程度;对部分有较大难度的习题前加上“*”号,如果教学时间较少,可以暂时不做,但对能力较强的学生和研究生也不妨一试。
使用本题解的学生，应该先对习题尽量多加思考，在自学和独自完成解题的基础上加以利用和印证，否则将与出版此书的初衷有悖。
参加本习题题解编写的人员是浙江大学化工系的朱自强教授、南京大学化工系的吴有庭教授、以及李勉博士等，浙江大学的林东强教授、谢荣锦老师等也对本习题编写提供了有益的帮助。
在此深表感谢。
由于编写时间仓促,有些地方考虑不周,习题题解的写作方法不善,甚至尚有解题不妥之处，希望读者能不吝赐教,提出宝贵意见，以便再版时予以修改完善。
第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式２－1 试分别用下述方法求出400℃、4．0５3ＭPa 下甲烷气体的摩尔体积。
（1) 理想气体方程;(2) ＲK 方程;(３)ＰR 方程；(4） 维里截断式（2-７)。
其中B 用Pit ｚer 的普遍化关联法计算。
[解] （1） 根据理想气体状态方程,可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积idV 为33168.314(400273.15)1.381104.05310id RT V m mol p --⨯+===⨯⋅⨯ (２） 用RK 方程求摩尔体积将RK 方程稍加变形,可写为0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ ﻩﻩﻩﻩﻩ ﻩ（E1）其中2 2.50.427480.08664c c c cR T a p RT b p ==从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =１９0.6Ｋ, c p =4．6０MPa,将它们代入a ， ｂ表达式得2 2.56-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010a ⨯⨯==⋅⋅⋅⨯ 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010b m mol --⨯⨯==⨯⋅⨯ 以理想气体状态方程求得的idV 为初值,代入式（Ｅ１)中迭代求解,第一次迭代得到1V 值为5168.314673.152.9846104.05310V -⨯=+⨯⨯ 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610)-----⨯⨯-⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ 3553311.381102.984610 2.1246101.389610m mol -----=⨯+⨯-⨯=⨯⋅ 第二次迭代得2V 为353520.563353553313.2217(1.389610 2.984610)1.381102.984610673.154.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.381102.984610 2.1120101.389710V m mol ------------⨯⨯-⨯=⨯+⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=⨯+⨯-⨯=⨯⋅1V 和2V 已经相差很小,可终止迭代。
《化工热力学》课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案
《化工热力学》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1.二元理想稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守（A）。
A.Henry规则和Lewis--Randll规则；B.Lewis--Randll规则和Henry规则；C.拉乌尔规则和Lewis--Randll规则；D.Lewis--Randll规则和拉乌尔规则；2.经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵。
（A）A.增大B.减小C.不变D.可能增大，也可能减小3.压缩机出口氨的压力为1.0MPa，温度为50℃，若按下述不同的过程膨胀到0.1MPa，试求经膨胀后氨的温度为多少？（1）绝热节流膨胀；（2）可逆绝热膨胀。
（C）A.-30℃,33℃B.-30℃,-33℃C.30℃,-33℃D.30℃,33℃4.对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（A）。
A.dH=TdS+VdpB.dH=SdT+VdpC.dH=-SdT+VdpD.dH=-TdS-Vdp5.在373.15K和101325Pa下水的化学势与水蒸气化学势的关系为（A）。
A.μ(水)＝μ(汽)B.μ(水)＜μ(汽)C.μ(水)＞μ(汽)D.无法确定6.用液体输送泵，将温度为25℃的水，从0.1Mpa加压到1.0Mpa，进入锅炉去产生蒸汽，假设加压过程是绝热的，泵的实际效率相当于绝热可逆过程效率的0.6，需要的功为（B）A.-902.6J?kg-1; B.1504.3J?kg-1;C.902.6J?kg-1;D.-1504.3J?kg-17.对无热溶液，下列各式能成立的是（D）。
A.SE=0，VE=0B.SE=0，AE=0C.GE=0，AE=0D.HE=0，GE=-TSE；8.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（A）A.第三virial系数B.第二virial系数C.无穷项D.只需要理想气体方程；9.同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率（B）。
A.相同B.低C.高D.不一定10.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将随A浓度的改变：（B）A.增加B.减小C.不变D.不一定11.汽液平衡计算方程式yiP=γixiPiS适用于（B）A.完全理想体系B.化学体系C.非理想体系D.完全非理想体系12.关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（B）A.研究体系为实际状态。
化工热力学答案[3章]
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3-1. 物质的体积膨胀系数β和等温压缩系数k 的定义分别为：1P V V T β∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭，1TV k V P ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭。
试导出服从Vander Waals 状态方程的β和k 的表达式。
解：Van der waals 方程2RT a P V b V=--由Z=f(x,y)的性质1y x z z x y x y z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫⋅⋅=- ⎪ ⎪⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭得 1T P VP V T V T P ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅⋅=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 又 ()232TP a RTV VV b ∂⎛⎫=-⎪∂⎝⎭- VP R T V b∂⎛⎫= ⎪∂-⎝⎭所以 ()2321P a RT V V b V T RV b ⎡⎤∂-⎛⎫-⋅⋅=-⎢⎥⎪∂⎝⎭-⎢⎥⎣⎦()()3232P RV V b V T RTV a V b -∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭-- 故 ()()22312PRV V b V V T RTV a V b β-∂⎛⎫==⎪∂⎝⎭--()()222312T V V b V k V P RTV a V b -∂⎛⎫=-= ⎪∂⎝⎭-- 3-2. 某理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa ，温度为93℃，反抗一恒定的外压力3.45 MPa 而等温膨胀，直到两倍于其初始容积为止，试计算此过程之U ∆、H ∆、S ∆、A ∆、G ∆、TdS ⎰、pdV ⎰、Q 和W 。
解：理想气体等温过程，U ∆=0、H ∆=0 ∴ Q =-W =21112ln 2V V V V RTpdV pdV dV RT V===⎰⎰⎰=2109.2 J/mol ∴ W =-2109.2 J/mol 又PP dT V dS C dP T T ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭ 理想气体等温膨胀过程dT =0、PV R T P ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭ ∴Rd S d P P=-∴ 222111ln ln ln2S P P P S P S dS R d P R PR ∆==-=-=⎰⎰=5.763J/(mol·K)A U T S ∆=∆-∆=-366×5.763=-2109.26 J/(mol·K) G H T S A ∆=∆-∆=∆=-2109.26 J/(mol·K) TdS T S A =∆=∆⎰=-2109.26 J/(mol·K) 21112ln 2V V V V RTpdV pdV dV RT V===⎰⎰⎰=2109.2 J/mol 3-3. 试求算1kmol 氮气在压力为10.13MPa 、温度为773K 下的内能、焓、熵、V C 、p C 和自由焓之值。
第三章 化工热力学习题解答
第三章 纯流体的热力学性质计算思考题3-1气体热容，热力学能和焓与哪些因素有关？由热力学能和温度两个状态参数能否确定气体的状态？答：气体热容，热力学能和焓与温度压力有关，由热力学能和温度两个状态参数能够确定气体的状态。
3-2 理想气体的内能的基准点是以压力还是温度或是两者同时为基准规定的？ 答：理想气体的内能的基准点是以温度为基准规定的。
3-3 理想气体热容差R p v c c -=是否也适用于理想气体混合物？答：理想气体热容差R p v c c -=不适用于理想气体混合物，因为混合物的组成对此有关。
3-4 热力学基本关系式d d d H T S V p =+是否只适用于可逆过程？ 答：否。
热力学基本关系式d d d H T S V p =+不受过程是否可逆的限制3-5 有人说：“由于剩余函数是两个等温状态的性质之差，故不能用剩余函数来计算性质随着温度的变化”，这种说法是否正确？答：不正确。
剩余函数是针对于状态点而言的；性质变化是指一个过程的变化，对应有两个状态。
3-6 水蒸气定温过程中，热力学内能和焓的变化是否为零？答：不是。
只有理想气体在定温过程中的热力学内能和焓的变化为零。
3-7 用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多，为什么？能否交叉使用这些图表求解蒸气的热力过程？答：因为做表或图时选择的基准可能不一样，所以用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多。
不能够交叉使用这些图表求解蒸气的热力过程。
3-8 氨蒸气在进入绝热透平机前，压力为2.0 MPa ，温度为150℃，今要求绝热透平膨胀机出口液氨不得大于5%，某人提出只要控制出口压力就可以了。
你认为这意见对吗？为什么？请画出T -S 图示意说明。
答：可以。
因为出口状态是湿蒸汽，确定了出口的压力或温度，其状态点也就确定了。
3-9 很纯的液态水，在大气压力下，可以过冷到比0℃低得多的温度。
假设1kg 已被冷至-5℃的液体。
化工热力学课后3-8
纯苯由0.1013Mpa 、353.15K 的饱和液体变为1.013Mpa 、453.15K 的饱和蒸气，试估算该过程的S H V ∆∆∆,,。
已知：纯苯在正常沸点时的汽化潜热为30733J/mol ；饱和液体在正常沸点下的摩尔体积为95.7cm 3/mol ；定压摩尔热容1-1ig K mol J 2357.0036.16-⋅⋅+=T C p ；第二维里系数134.23mol cm 10178-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=T B 。
求：S H V ∆∆∆,,。
分析：我们知道焓、熵都是状态函数，只要始态和终态一定，状态函数的值就一定，与其所经历的途径无关。
有了这样的特性，我们就可以设计出方便于计算的过程进行计算。
具体过程如下：13molcm 7.95K 15.353Mpa 1013.0-⋅饱和液体苯−−−→−∆∆VV ,S H 353.15KMpa 1013.0饱和蒸气−−−→−--R1R 1,S H 353.15KMpa 1013.0理想气体−−−→−∆∆igig ,pp S H 453.15KMpa 1013.0理想气体−−−→−∆∆igig ,TT S H 453.15KMpa 013.1理想气体−−→−R2R 2,S H 222,,K15.453MPa 013.1S H V 真实气体 ()()R 2ig ig R 1V R2ig ig R 1V 12S S S S S S H H H H H H V V V T p T p +∆+∆+-+∆=∆+∆+∆+-+∆=∆-=∆⒈查苯的物性参数：212.0,MPa 894.4,K 1.562c c ===ωp T ⒉求V ∆:由两项维里方程1312132224.2342232222222mol cm 02.31027.9572.3197mol cm 72.3197013.115.453314.88598.08598.015.453107815.453314.8013.11107811--⋅=-=-=∆⋅=⨯⨯===⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+==V V V p ZRT V T RT p RT Bp RT V p Z .⒊计算每一过程的焓变、熵变⑴饱和液体恒温、恒压下汽化为饱和蒸汽11-1V V -1V K mol J 03.8715.35330733mol J 30733-⋅⋅==∆=∆⋅=∆T H S H ⑵353.15K 、0.1013Mpa 的饱和蒸汽恒温、恒压变为理想气体0207.0894.41013.0628.01.56215.353c 1r c 1r ======p p p T T T ， 所求点落在图2-9曲线的上方，用普维法计算()[]()11R 1r 1r 0r R 11R 1r 1r1r 0r 0r c R 1K mol J 6854.0314.808244.008244.01124.8212.02626.20207.0d d d d mol J 90.3411.562314.807316.007316.01124.8628.0075.1212.02626.2628.08053.00207.0d d d d -⋅⋅-=⨯-=-=⨯+-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=⋅-=⨯⨯-=-=⨯--+⨯--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=--S T B T B p R S H T B T B T B T B p RT H ωω⑶353.15K,0.1013Mpa 的理想气体恒压变为453.15K,0.1013Mpa 的理想气体()()()()11453.1515.353ig ig 122453.1515.353ig igK mol J 57.2715.35315.4532357.015.35315.453ln 036.16d 2357.0036.16d mol J 85.1110515.35315.45322357.015.35315.453036.16d 2357.0036.16d 2121-⋅⋅=-+=⎪⎭⎫⎝⎛+==∆⋅=-+-=+==∆⎰⎰⎰⎰-T T pp -T T ppT TT T C S TT T C H⑷453.15K,0.1013Mpa 的理想气体恒温变压变为453.15K,1.013Mpa 的理想气体()11-12ig igig K mol J 14.191013.0013.1ln 314.8ln0,-⋅⋅-=-=-=∆=∆∴=p p R S H T f H T T ⑸453.15K,1.013Mpa 的理想气体恒温恒压变为真实气体2070.0894.4013.1608.01.56215.453c 2r c 2r ======p p p T T T ， 所求点落在图2-9曲线的上方，用普维法计算()[]()11R2r 1r 0r R21R 2r 1r1r 0r 0r c R2K mol J 8434.2314.83420.03420.02161.2212.01826.12070.0d d d d mol J 15.18431.562314.83944.03944.02161.2806.02865.0212.01826.1608.05129.02070.0d d d d -⋅⋅-=⨯-=-=⨯+-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=⋅-=⨯⨯-=-=⨯--+⨯--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=--S T B T B p R S H T B T B T B T B p RT H ωω⒋求S H ∆∆,()()()()()11R 2ig ig R1V 1R 2ig ig R 1V K mol J 302.938434.214.1957.276854.003.87mol J 6.4033715.1843085.1110590.34130733-⋅⋅=-+-+++=+∆+∆+-+∆=∆⋅=-++++=+∆+∆+-+∆=∆-T p-T p SS SSS S H H H H H H。
化工热力学复习题及答案
化⼯热⼒学复习题及答案第1章绪⾔⼀、是否题1. 孤⽴体系的热⼒学能和熵都是⼀定值。
(错。
G S H U ??=?=?,,0,0但和0不⼀定等于A ?，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 ＝0，0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=，2ln RT S T U A -=-=）2. 封闭体系的体积为⼀常数。
（错）3. 理想⽓体的焓和热容仅是温度的函数。
（对）4. 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。
）5.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 ?。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径⽆关。
）6. 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）三、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径⽆关，仅决定于初、终态。
2.:3.单相区的纯物质和定组成混合物的⾃由度数⽬分别是 2 和 2 。
4. 1MPa=106Pa=10bar==。
5. 1kJ=1000J== cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。
6. 普适⽓体常数R = cm 3 mol -1 K -1= cm 3 mol -1 K -1= J mol -1 K -1 = mol -1 K -1。
第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态⽅程⼀、是否题 1.&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。
2020年春【中石油】化工热力学第三阶段在线作业(标准)
【石油大学】化工热力学-第三阶段在线作业试卷总分:100 得分:100第1题,1.（2.5分）过量函数表示的是实际溶液的热力学性质与之间的差A、纯液体B、理想溶液C、理想气体D、纯组分性质之和正确答案:B第2题,2.（2.5分）当组分的摩尔分率趋近于0时A、γH→1B、γ→1C、二者均不对D、二者均对正确答案:A第3题,3.（ 2.5分）<imgheight="384"alt=""width="512"src="/UserFiles/Image/1243408172168/单选12.JPG"/>A、.B、.C、.D、.正确答案:A第4题,4.（ 2.5分）<imgalt=""width="714"height="384"src="/UserFiles/Image/1243408393147/单选13.JPG"/>A、.B、.C、.D、.正确答案:B第5题,5.（ 2.5分）<imgheight="384"alt=""width="550"src="/UserFiles/Image/1243408433453/单选14.JPG"/>A、.B、.C、.D、.正确答案:B第6题,6.（ 2.5分）<imgheight="384"alt=""width="512"src="/UserFiles/Image/1243408470528/单选15.JPG"/>A、.B、.C、.D、.正确答案:A第7题,7.（2.5分）是活度系数模型的为A、PRB、PTC、BWRD、NRTL正确答案:D第8题,8.（2.5分）NRTL理论中A、混合熵为0B、过量熵为0C、过量焓为0D、流体内组分是非随机分布的正确答案:D第9题,9.（2.5分）VanLaar理论中A、混合熵为0B、过量熵为0C、过量焓为0D、混合体积为0正确答案:B第10题,10.（2.5分）二元混合物进行T、P平衡闪蒸时，一定范围内随着进料组成的变化A、平衡气相的组成发生变化B、平衡液相的组成发生变化C、平衡气相的组成不发生变化D、没有确切的结论正确答案:C第11题,11.（2.5分）二元混合物进行T、P平衡闪蒸时，一定范围内随着进料组成的变化A、平衡气相的摩尔数发生变化B、平衡液相的组成发生变化C、平衡气相的摩尔数不发生变化D、没有确切的结论正确答案:A第12题,12.（2.5分）原型的Wilson方程A、不能用于汽液平衡计算B、不能用于固液平衡计算C、不能用于液液平衡计算D、不能用于气液平衡计算正确答案:B第13题,13.（2.5分）理想溶液的Wilson参数的值为A、0B、1C、2D、不确定正确答案:B第14题,14.（2.5分）当GE大于0时，实际溶液液真实溶液呈现A、正偏差B、负偏差C、不确定D、无偏差正确答案:A第15题,15.（2.5分）NRTL理论的基础是A、正规溶液B、无热溶液C、双流体理论D、经验模型正确答案:C第16题,16.（ 2.5分）<imgheight="384"alt=""width="512"src="/UserFiles/Image/1243408587447/多选10.JPG"/>A、.B、.C、.D、.正确答案:A|B|C|D第17题,17.（2.5分）是活度系数方程的是A、Margules方程B、van Laar方程C、Wilson 方程D、PT方程正确答案:A|B|C第18题,18.（2.5分）利用Gibbs-Duhem方程进行实验数据一致性检验时，可以采用A、斜率法B、积分法C、微分法D、差分法正确答案:A|B|C第19题,19.（2.5分）Eos+γ法计算相平衡时A、需要标准态B、不适用临界区C、不适用液液平衡D、适用电解质溶液正确答案:A|B第20题,20.（2.5分）纯组分液体的逸度受哪些因素的影响A、温度B、压力C、饱和压力D、组分性质正确答案:A|B|C|D第21题,21.（2.5分）计算2元体系的露点时压力时，指定参数为A、TB、PC、xi正确答案:A|D第22题,22.（2.5分）水合物的类型有A、ⅠB、ⅡC、ⅢD、HE、A正确答案:A|B|D第23题,23.（2.5分）VanLaar理论中A、过量体积为0B、过量熵为0C、过量焓为0D、混合体积为0正确答案:A|B第24题,24.（2.5分）在等焓闪蒸计算中，已知参数有：A、节流后温度B、节流后压力C、进料温度D、进料压力E、进料组成正确答案:B|C|D|E第25题,25.（ 2.5分）<imgheight="384"alt=""width="684"src="/UserFiles/Image/1243408535074/多选9.JPG"/>A、.B、.C、.D、.E、.正确答案:B|E第26题,26.（2.5分）常温常压下，将10cm<sup>3</sup>液体水与20cm<sup>3</sup>液体甲醇混合后，其总体积=30cm<sup>3</sup>。
化工热力学阶段3练习题答案.doc
化工热力学阶段3练习题(答案)——热力学第一、第二定律及其工程应用部分一、基本概念题1．理想气体流过节流阀，其参数变化为 。
(A)⊿T ＝ 0, ⊿S ＝ 0 (B)⊿T ＝ 0, ⊿S ＞ 0 (C)⊿T ≠ 0, ⊿S ＞ 0(D)⊿T ＝ 0, ⊿S ＜ 0答案：(B)。
系统工质经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统不能与外界交换能量。
2．①孤立系统的熵永远增加。
②在绝热的条件下，趋向平衡的过程中，系统的熵增加。
③孤立系统的熵永不减少。
④可用系统的熵函数的增加或不变来判断过程是否可逆。
上述表述中全部错误的是____________。
(A)①，④ (B)②，④ (C)②，③(D)①，②答案：A 。
①孤立系统的自发过程向着熵值增大的方向进行，直到系统的熵具有极大值（d S = 0）时达到平衡态。
④ 熵增原理必须在孤立系统或绝热系统中应用。
3．在△H ＋g △Z ＋0.5△u 2=Q +W s 中，如果u 的单位用-1m s ⋅，则H 的单位为:(A)-1J s ⋅ (B)-1kJ kg ⋅ (C)-1J kg ⋅ (D)-1kJ g ⋅答案：( C ) 22122m kg m N m J g s kg s kg-⋅⋅===⋅ 4. 蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量一定_______制冷剂冷却和冷凝放出的热量。
(A)大于 (B)等于 (C)小于 (D)说不清答案：(C)5. 某蒸汽压缩制冷过程，制冷剂在250K 吸收热量Q L ，在300K 放出热量-Q H ，压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的功为W s ，判断下列问题的性质是：A 可逆的；B 不可逆的；C 不可能的 (1) Q L =2000kJ W s=400kJ(A)2505300250ε==-可逆 L 20005400s Q W ε===εε=可逆，该制冷过程是A可逆的(2) Q L=1000kJ Q H=－1500kJ(B)2505300250ε==-可逆L Ls H L1000215001000Q QW Q Qε====---εε<可逆，该制冷过程是B不可逆的(3) W s=100kJ Q H=－700kJ(C)2505300250ε==-可逆H sLs s7001006100Q WQW Wε---====εε>可逆，该制冷过程是C不可能的。
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______。
化工热力学习题及详细解答
化工热力学习题及详细解答习题 (2)第1章绪言 (2)第2章 P－V－T关系和状态方程 (4)第3章均相封闭体系热力学原理及其应用 (8)第4章非均相封闭体系热力学 (13)第5章非均相体系热力学性质计算 (19)第6章例题 (27)答案 (40)第1章绪言 (40)第2章 P－V－T关系和状态方程 (44)第3章均相封闭体系热力学原理及其应用 (51)第4章非均相封闭体系热力学 (68)第5章非均相体系热力学性质计算 (87)附加习题 (103)第2章 (103)第3章 (104)第4章 (107)第5章 (109)习题第1章 绪言一、是否题1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。
2. 封闭体系的体积为一常数。
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。
4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
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。
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 ∆。
8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是γγ)1(1212-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=P P T T （其中igV ig P C C =γ），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。
9. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。
10. 自变量与独立变量是不可能相同的。
二、填空题1. 状态函数的特点是：___________________________________________。
(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》综合练习资料
《化工热力学》综合练习资料中国石油大学成人教育综合练习(华东)化学热力学综合练习第2章流体的p-V-T关系1。
用皮策的三参数综合方法计算了107.9×105帕和593千帕的水汽比容。
第3章流体的热力学性质1。
丙烷气体的初始状态为1.013×105帕，400千(可视为理想气体)，最终状态为3.013×105帕，500千卡已知丙烷在理想气体状态下的摩尔热容量是Cig？22.99？0.1775吨(焦耳/摩尔。
K)p尝试使用三参数广义关系表达式计算从初始状态到最终状态的焓变化和熵变化2。
1，3-丁二烯在25atm和130℃压缩到125atm和280℃时，用三参数的广义方法计算了1kmol的δH、δS、δU和δV已知恒压热容(cal/mol。
k)在理想气体状态下是温度的函数(k): Cig？5.432？53.224？10？3T？17.649？10？6T2p第5章化工过程能量分析1，1.57兆帕，484℃过热蒸汽推动汽轮机做功，以0.0687兆帕排出该涡轮既不绝热也不可逆，其输出轴功相当于可逆绝热膨胀功的85%。
由于隔热性能差，每千克蒸汽在20℃时会向环境损失7.12千焦的热量寻求这一过程的理想功、损失功和热力学效率2。
一家炼油厂有一台蒸汽涡轮机。
据了解，蒸汽入口温度为440℃，压力为40×105帕，流量为4000公斤/小时，蒸汽排放压力为7.0×105帕(1)假设汽轮机绝热可逆运行，尝试计算汽轮机功率；(2)如果涡轮机绝热运行，输出轴功等于绝热可逆轴功的82.65%。
蒸汽的出口温度是多少？并计算过程的有效能量(火用)损失3。
有一个逆流热交换器，利用废气加热空气。
空气从0.1兆帕和293千欧加热到398千欧。
的空气流量为1.5千克·秒–1。
而废气从0.13兆帕和523千伏冷却到368千伏空气的等压热容量为1.04千焦。
kg–1 . k–1，而废气的等压热容量为0.84 kJ。
完整版化工热力学习题集锦
完整版化工热力学习题集锦第一章绪论一、选择题（共3小题，3分）1、（1分）关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（）A. 可以判断新工艺、新方法的可行性。
B. 优化工艺过程。
C. 预测反应的速率。
D?通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据。
E?相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。
2、（1分）关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（）（A ）研究体系为实际状态。
（B）解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。
（C）处理方法为以理想态为标准态加上校正。
（D）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。
（E）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。
3、（1分）关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（）A. 判断新工艺的可行性。
B.化工过程能量分析。
C.反应速率预测。
D.相平衡研究参考答案一、选择题（共3小题，3分）1、（1 分）C2、（1 分）B3、（1 分）C第二章流体的PVT关系一、选择题（共17小题，17分）1、（1分）纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（）。
A .饱和蒸汽 B.饱和液体C.过冷液体D.过热蒸汽2、（1分）超临界流体是下列 _________ 条件下存在的物质。
A. 高于T c和高于P cB.临界温度和临界压力下C.低于T c和高于P cD.高于T c和低于P c3、（1分）对单原子气体和甲烷，其偏心因子3,近似等于_____________ 。
A. 0B. 1C. 2D. 34、（1 分）0.1Mpa ,400K 的N^kmol体积约为_________3A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.26 m5、（1分）下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是__________3 3A. V2 > V 2B. V2 = V 2A 3 4 5 6 7 8 9-314 10 Pa m /kmol KB 1.987cal/kmol KC. V2 < V 2D.不确定1 8、（1分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于_____________ 。
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化工热力学第3阶段
练习题
江南大学现代远程教育第三阶段练习题
考试科目:《化工热力学》第五章至第六章（总分100分）
学习中心（教学点）批次：层次：
专业：学号：身份证号：
姓名：得分：
一、单项选择题（本题共5小题，每小题2分，共10分）
，而与具体的1、稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T
变化途径无关。
（）
A．正确 B．错误
2、要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。
（）
A．正确 B．错误
3、能量是由有效能和无效能两部分组成。
（）
A．正确 B．错误
4、有一机械能大小为1000KJ，另有一恒温热源其热量大小为1000KJ，则恒温热源的热有效能（）机械能的有效能。
A．大于 B．小于 C．等于 D．不能确定
5、乙醇-水在101.3KPa下共沸体系，其自由度为（）
A．0 B．1 C．2 D．3
二、判断题（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1、系统熵增加的过程必为不可逆过程。
（）
2、绝热过程必是定熵过程。
（）
3、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。
（）
4、功可以全部转变成热，但热一定不能全部转化为功。
（）
5、无论流体的温度高于或低于环境温度，其有效能均为正（）
三、简答题（本题共5小题，每小题6分，共30分）
1、写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式，并对流经换热器的系统进行适当的简化。
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2、写出封闭系统的热力学第一定律。
3、写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义。
4、请写出剩余性质及超额性质的定义及定义式。
5、汽相和液相均用逸度系数计算的困难是什么？
四、计算题（本题共1小题，共10分）
某厂有输送90℃的管道，由于保温不良，到使用单位时水温已降至65℃。
试求水温降低过程的热损失与损耗功。
大气温度为25℃。
五、计算题（本题共1小题，共20分）
乙醇(1)-甲苯(2)体系的有关的平衡数据如下 T =318K 、P =24.4kPa 、
x 1=0.300、y 1=0.634，已知318K 的两组饱和蒸汽压为 05
.10,06.2321==s s P P kPa ，并测得液相的混合热是一个仅与温度有关的常数437.0=RT H ∆，令气相是理想气体，求 (a)液相各组分的活度系数；(b)液相的G ∆和G E 。
六、计算题（本题共1小题，共20分）
试比较如下几种水蒸汽，水和冰的有效能大小。
设环境温度为298K 。
0.15MPa ，160℃，过热蒸汽； 0.3MPa ， 160℃，过热蒸汽； 0.07MPa ，100℃，过冷蒸汽； 100℃，饱和蒸汽；
0.1MPa ，100℃，饱和水；
0.1MPa ，0℃，冰。
附：参考答案：
一、单项选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、A. 2、A. 3、A. 4、B. 5、A.
二、判断题：（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、× 2、× 3、× 4、× 5、√
三、简答题：（本题共5小题，每小题6分，共30分）
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1、答：稳定流动系统的热力学第一定律表达式为：ΔH + 0.5Δu 2 + g Δz = Q +W s 流体流经换热器传质设备，Ws =0；另外，考虑动能项和势能项与焓变之间的数量级差别，动能项和势能项可以忽略， ΔH = Q 。
2、答：封闭系统的热力学第一定律： ΔU = Q +W
3、答：第二维里系数B 代表两分子间的相互作用，第三维里系数C 代表三分子间相互作用，B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关。
4、答：剩余性质：是指同温同压下的理想气体与真实流体的摩尔广度性质之差，即：ΔM = M id (T , p )− M (T , p )；超额性质：是指真实混合物与同温同压和相同组成的理想混合物的摩尔广度性质之差，即： M E = M id − M 。
5、答：根据逸度系数的计算方程，需要选择一个同时适用于汽相和液相的状态方程，且计算精度相当。
这种方程的形式复杂，参数角度，计算比较困难。
四、计算题：（本题共1小题，共10分）
答：水的热容不变， -1-14.184kJ kg K p C =⋅⋅，过程不做功0s W =
()-14.1846590104.6kJ kg H T ∆∆=-=-⋅P ＝C
-1-121T 338.15ln
4.184ln 0.2984kJ kg K T 363.15
P s C ∆⋅⋅＝＝＝－ ()-10104.6298.150.298415.62kJ kg id W H T S =∆-∆=---=-⋅
-115.62kJ kg L id W W =-=⋅ 。
五、计算题：（本题共1小题，共20分） 答：（a ）由1111γx P Py s =得24.206
.233.0634
.04.241
111=⨯⨯=
=
x P Py s γ
同样有：27.105.107.0)
634.01(4.242
222=⨯-==x P Py s
γ
(b)
122110.108441.027.1ln 7.024.2ln 3.0ln ln -⋅=⇒=⨯+⨯=+=mol J G x x RT
G E E
γγ ()7.0ln 7.03.0ln 3.041.0ln ln 2211⨯+⨯+=++=x x x x RT
G RT G
E ∆
()
1Jmol 0.531--=∆G 。
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六、计算题：（本题共1小题，共20分）
答：由水和水蒸汽性质表可查得各状态点的焓和熵值，设298K ，液态水为基准态，有效能为零。
根据有效能计算式： )()(0000S S T H H B B ---=- 计算结果见下表所列。
判断水蒸汽的价值，应当用有效能而不是焓，从表中1，2可见，相同温度下，高压蒸汽的焓值虽不如低压蒸汽高，但是其有效能却比低压蒸汽为高。
实际使用中，当然高压蒸汽的使用价值高，相对称为高品质能量。