化工热力学选择
1. 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（C ）
A. 饱和蒸汽
B. 超临界流体
C. 过热蒸汽
2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ A ）
A. >()T P s
B. <()T P s
C. =()T P s
3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ B ）
A. >()T P s
B. <()T P s
C. =()T P s
4. 纯物质的第二virial 系数B （ A ）
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
5. 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
6. 液化石油气的主要成分是（ A ）
A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷
B. 甲烷、乙烷
C. 正己烷
7. 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（ B ）
A. 饱和液摩尔体积
B. 饱和汽摩尔体积
C. 无物理意义
8. 偏心因子的定义式（ A ）
A. 0.7lg()1
s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==-
9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x
Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x
Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ）
A. *R M M M =+
B. *2R M M M =-
C. *R M M M =-
D. *R M M M =+
11. 下面的说法中不正确的是 ( B )
（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。（D ）强度性质无偏摩尔量 。
12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D )
（A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。
（C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体
的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
13. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ).
a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0
b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0
c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0
d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0
14. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A )
A. 系统的偏摩尔量就是化学势
B. 化学势是系统的强度性质
C. 系统中的任一物质都有化学势
D. 化学势大小决定物质迁移的方向
15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )
（A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。
（C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。
（E ）
的偏摩尔量。
16．等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B
的偏摩尔体积将：( B )
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 不一定
17．下列各式中，化学位的定义式是 ( A )
18．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 A 。
A. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1
B. dG ___i =RTdlnf ^i , 0
lim →p [f ^i /P]=1
C. dG i =RTdlnf ^i , 0lim →p f i =1 ；
D. dG ___i =RTdlnf ^i , 0lim →p f ^
i =1 19．关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ B ）
A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B ．偏摩尔焓等于化学位
C ．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位
20．下列关于ΔG 关系式正确的是（ B ）
A. ΔG = RT ∑X i ln X i
B. ΔG = RT ∑X i ln ^a i
C. ΔG = RT ∑X i ln γi
D. ΔG = R ∑X i ln X i
1．汽液平衡计算方程式y i P=γi x i P i S 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
2．气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是 （ D ）
A ．μj =0
B ．μj >0
C ．μj <0
D ．不确定
3．已知溶液的x i 与γi ，则溶液超额自由焓G E 的计算式为： （ B ）
A ．G E =RT
()∑i i x ln γ B ．G E =RT ()∑i i x γln C ．G E =RT ()∑i i x x ln D ．G E =RT ()∑i
i x γln 4．下列关系式哪个适用于理想溶液 （ A ） A ．ΔV=H E =ΔG E =Δi H -=0 B ．Δi V -=Δ-
--?=?=i i i S G U =0
C ．i V -=---==i i i S G U =0
D ．ΔS =ΔG ?=S E
=G=0 5．在众多状态方程式中，能从理论上加以证明的是 （ B ）
A ．R ——K 方程
B ．维里方程
C ．范德华方程
D ．马丁-候方程
6．常压下某液体沸腾时，保持不变的热力学性质是 （ C ）
A ．摩尔体积
B ．摩尔熵
C ．摩尔自由焓
D ．摩尔内能
7.混合物的逸度f 与组分逸度i f ∧
之间的关系是 （ D ） RT G E i 是γj j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
A ．f=
i i f x ^∑ B ．f=i f ^
∑ C ．f=i i
f x ^ln ∑ D ．lnf=i i i x f x /ln ^∑ 8．由于温差引起两个物系之间进行热交换，那么包括这两个物系的绝热体系的熵变为
（ A ）
A ．正值
B ．负值
C ．零
D ．不定值
9．维里方程PV=a （1+B `P+C `P 2+……）中a 等于 （ B ）
A ．RT+
B B ．RT
C ．R 2T
D ．RT 2
10．已知Wilson 方程中????
??
+-+++-=121221************)ln(ln x x x x x x x λλλλλγ，那么， ln γ1∞= （ A ）
A ．1-ln 2112λλ-
B ．1-ln 1221λλ-
C ．1
D ．ln 1221λλ-
11．在同一温度下，单组分体系T —S 图上各等压线随熵值的增大，压力将（ B ）
A ．增大
B ．减小
C ．不变
D ．不一定
12．理想功实现的条件为 （ B ）
A ．完全不可逆
B ．完全可逆
C ．部分可逆
D ．部分不可逆
13．对理想的气体混合物，下列关系式正确的是 （ A ）
A ．i i φφ=∧
B ．1=∧i φ
C ．φ=1
D ．P i =φ
14．可逆绝热膨胀过程的特征是 （ B ）
A ．等焓
B ．等熵
C ．等温
D ．等压
15．绝热可逆膨胀过程线在T —S 图上是 （ B ）
A ．是平行于横坐标的直线
B ．是平行于纵坐标的直线
C ．是沿等焓线变化的
D ．是沿等干度线变化的
16．三参数普遍化方法中的普压法的应用条件是 （ B ）
A ．V r >2
B ．V r <2
C ．V r =2
D ．T r >4
17．偏摩尔性质是 （ A ）
A ．强度性质
B ．容量性质
C ．超额性质
D ．剩余性质
18．判断恒温恒压条件下化学反应达到平衡时的公式是 （ B ）
A ．0=∑i i x μ
B ．0=∑i i μν
C ．d ε=0
D ．0ln =∑i i x γ
19．某体系进行不可逆循环时的熵变为 （ B ）
A ．ΔS 体系﹥0，ΔS 环境 =0
B ．ΔS 体系=0，ΔS 环境﹥0
C ．ΔS 体系=0，ΔS 环境 =0
D ．ΔS 体系﹥0，ΔS 环境 ﹥0
20．若物系被要求冷却到-15℃，则氨制冷循环中，氨蒸汽温度应该选以下哪一种温度为宜 （ C ）
A ．-15℃
B ．-10℃
C ．-20℃
D ．-45℃
1、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω近似等于（ A ）。
a. 0
b. 1
c. 2
d. 3
2、纯物质临界点时，对比温度 T r （ D ）
a. =0
b. >1
c. <1
d. =1
3、下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质（ D ）。
（A ）与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。
4、下面的说法中不正确的是 ( B )。
（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。（D ）强度性质无偏摩尔量 。
5、关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D )。
（A ）逸度可称为“校正压力” ；（B ）逸度可称为“有效压力”；
（C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差； （D ）逸度可代替压力，使真实气体的
状态方程变为fv=nRT ；（E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
6．二元溶液，T, P 一定时，Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C )。
a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0
b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0
c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0
d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0
7. 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
8. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV, 下面的说法中准确的是( D )。
(A) TdS 是过程热 (B)pdV 是体积功 (C)TdS 是可逆热
(D) 在可逆过程中, pdV 等于体积功, TdS 即为过程热
9.关于化学势的下列说法中不正确的是（ A ）。
A. 系统的偏摩尔量就是化学势
B. 化学势是系统的强度性质
C. 系统中的任一物质都有化学势
D. 化学势大小决定物质迁移的方向
10.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )。
（A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。
（C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。
（E ）的偏摩尔量。
11. 等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（ B ）。
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 不一定
12. 麦克斯韦关系式的主要作用是（ C ）。
(A)简化热力学变量的计算；(B)用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数
的偏微商； (C)用易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商；(D) 便于用特性函数表达其它热力学函数
13.下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？( A )
A.（?T /?V )S = （?V /?S )p B . （?T /?p )S =（?V /?S )p
C . （?S /?V )T = （?p /?T )V
D . （?S /?p )T = -(?V /?T )p
14.对1mol 理想气体，应是（ C ）
（a ） R/V ；（b ）R ；（c ）-R/P ；（d ）R/T 。
15. 下列各式中，化学势的定义式是（ A ）。
1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ C ）
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、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（ D ）。
A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽
j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ RT G E i 是γ
3、超临界流体是下列（ A ）条件下存在的物质。
A.高于T c 和高于P c
B.临界温度和临界压力下
C.低于T c 和高于P c
D.高于T c 和低于P c
4、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于（ A ）。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
5、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。
（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。
6、关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ C ）
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
7、(1.5分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为（ D ）
A 3326L
B 332.6L
C 3.326L
D 33.263
m
8、下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是（ A ）
A K kmol m Pa ???/10314.833
B 1.987cal/kmol K
C 82.05 K atm cm /3?
D 8.314K kmol J ?/
9、纯物质 PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ B ）。
A. -1
B. 0
C.1
D. 不能确定
10、对理想气体有（ C ）。
0)/.(??T P H B
0)/.(=??T P H C 0)/.(=??P T H D 11、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 + Vdp
B ．dH = SdT + Vdp
C ． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp
12、对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体，T P S )(??应是（ C ）
A.R/V ；
B.R ；
C. -R/P ；
D.R/T 。
13、当压力趋于零时，1mol 气体的压力与体积乘积（PV ）趋于（ D ）。
A. 零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT
14、不经冷凝，能否将气体通过其他途径变成液体？（ A ）
A.能
B.不可能
C.还缺条件
15、对1molVan der Waals 气体，有（ A ）。
A. (?S/?V)T =R/(v-b)
B. (?S/?V)T =-R/(v-b)
C. (?S/?V)T =R/(v+b)
D. (?S/?V)T =P/(b-v)
16、纯物质临界点时，其对比温度T r （ D ）。
A ．= 0
B ．< 0
C ．> 0
D ．=1
17、当压力趋于零时，1mol 气体的压力与体积乘积（PV ）趋于:D
a. 零
b. 无限大
c. 某一常数
d. RT
18、下列各式中，化学势的定义式是 ( A )
j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU D n nA C n nG B n nH A ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([
.??≡??≡??≡??≡μμμμ
19、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( B )
（A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）T ，P 一定，偏摩尔性质就一定。
（C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。
20、对无热溶液，下列各式能成立的是（ D ）。
A. S E =0，V E =0
B. S E =0，A E =0
C. G E =0，A E =0
D. H E =0，G E = -TS E
21、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是（ C ）。
A. NRTL 方程
B. Wilson 方程
C. Margules 方程 D .Flory-Huggins 方程
22、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F=（ B ）。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
23、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ A ）。
为混合物的逸度）） （； ； ； Ｌ２Ｖ１Ｖ２Ｌ１Ｌ２Ｌ１Ｖ２１２２f f f D f f f f
C f f f f B f f f f A V L V L V L V (????).(????)(????).(=======11
24、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（ D ）。 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 Φ p i S D. y i p = x i p i S
25、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( B )
A ．纯物质无偏摩尔量 。
B ．T ，P 一定，偏摩尔性质就一定。
C ．偏摩尔性质是强度性质。 D.偏摩尔吉氏函数等于化学势。
26.关于理想溶液，以下说法不正确的是（ B ）。
A.理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。
B.符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。
C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。
D.理想溶液所有的超额性质均为0。
27、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 浓度的减小而减小，则B 的偏摩尔体积将随A 浓度的减小而( A )
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 不一定
28、苯（1）和环己烷（2）在303K ，0.1013Mpa 下形成X 1=0.9溶液。此条件下V 1=89.96cm 3/mol ，V 2=109.4cm 3/mol ，_1V =89.99cm 3/mol ，-
2V =111.54cm 3/mol ，则超额体积V E =（A ）cm 3/mol 。
A. 0.24
B.0
C. -0.24
D.0.55
29、下列偏摩尔吉氏函数表达式中，错误的为（ D ）。 i i A. G =μ B. i i i dG =Vdp-S dT
()j i i T,P,n C. G nG /n i ≠=?????? ()j i i T,nv,n D. G nG /n i ≠=??????
30、下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是n mol 溶液性质，nM=（ D ）。 i i
A. n M i i
B. x M ∑i
C. x M i i i
D. n M ∑ 31、混合物中组分i 的逸度的完整定义式是( A )。 A.
0??ln ,lim[/()]1i i i i p dG RTd f f Y P === B. 0??ln ,lim[/]1i i i p dG RTd f f P === C. 0?ln ,lim 1i i i p dG RTd f f === D. 0??ln ,lim 1i i i p dG RTd f f ===
32、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.
33、下列化学势μi 和偏摩尔性质关系式正确的是（ C ）
A ．μi = -H i B. μi = -V i C. μi =-G i D. μi =-
A i
34、Wilson 方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下说法不正确的是( D )。
A. 引入了局部组成的概念以及温度对γi 的影响，因此精度高。
B.适用于极性以及缔合体系。
C.用二元体系的参数可以推算多元系。
D.适用于液液部分互溶体系。
35.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（ B ）。
A. 足够多的实验数据
B. ∫1 ln （γ1/γ2）dX 1≈0
C. [ （ln γ1）/ P]T ，X ≈0
D. [ （ln γ1）/ T]P ，X ≈0
36、气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 B 。
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D.不确定
37、节流效应T-P 图上转化曲线是表示 A 的轨迹。
A. μj =0
B. μj <0
C. μj >0
38、理想的Rankine 循环工质是在汽轮机中作_D____膨胀
A ） 等温 B) 等压 C ）等焓 D ）等熵
39、不可逆过程中孤立体系的（ D ）
A.总熵是增加的，
也是增加的 B.总熵是减少的， 也是减少的 C.总熵是减少的， 但是增加的 D. 总熵是增加的，但是减少的 40、卡诺制冷循环的制冷系数与( B )有关。
A. 制冷剂的性质
B. 制冷剂的工作温度
C. 制冷剂的循环速率
D. 压缩机的功率
1、R －K 方程、P －R 方程等是实用的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个
实根，当存在一个实根V 值（其余二根为虚根）时，V 值是 C 。
A 、饱和液体体积
B 、饱和蒸汽体积
C 、过热蒸汽
D 、过冷液体
2、热源温度为 1200K ，环境温度为 300K ，高温热源提供热量1000J 中的无效能为
J 。A
A 、250
B 、750
C 、300
D 、400
3、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个
不可逆过程的工质焓变为50KJ/kg ，而另一个可逆过程的工质焓变 C KJ/kg 。
A 、大于50
B 、小于50
C 、等于50
D 、不能确定。
4、混合物体系中物质i 的偏摩尔焓i H 的定义式为： D 。
A 、 i j n v T i
i i n H H ≠??=,,][ B 、 i j n v T i i n nH H ≠??=,,])([ C 、 i j n p T i i i n H H ≠??=,,][ D 、 i j n p T i
i n nH H ≠??=,,])([ 5、以下 A 措施，即提高蒸汽朗肯循环的热效率，又提高汽轮机出口乏气的干度。
A 、提高汽轮机进汽温度
B 、提高汽轮机进汽压力
C 、提高汽轮机乏汽压力
D 、降低汽轮机出口乏汽压力
6、水处于过热蒸气状态，其自由度为 C ，如要查询水的过热蒸气热力学性质表，则需要 C 个独立状态参数的已知条件。
A 、 0
B 、 1
C 、 2
D 、 3
7、经历一个实际热机的循环过程，体系工质的熵变 C 。
A 、>0
B 、<0
C 、=0
D 、可能>0，也可能<0
8、传热速率的单位，不正确的是 B 。
A 、KJ/h
B 、KW
C 、KJ/s
D 、 J/h
9、下列论述错误的是 A 。
A ．P-R 方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。
B. R-K 方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。
C.活度系数可以大于1也可小于1。
D. 压缩因子可以大于1也可小于1。
10、若分别以某一真实气体和理想气体为工质在两个恒温热源T1、T2之间进行卡诺理想循
环，试比较这两个循环的热效率。 B
A．前者大于后者 B. 两者相等 C. 前者小于后者 D.没法比较。
11、在相同的初态（T0，P0）和膨胀压力（P）的条件下，等熵膨胀与节流膨胀两种方案相
比，哪种方案的降温大？ A 。
A、前者
B、后者
C、两者相同
D、两者没有可比性
化工热力学答案课后总习题答案详解
化工热力学答案_课后总习题答案详解 第二章习题解答 一、问答题： 2-1为什么要研究流体的pVT 关系？ 【参考答案】：流体p-V-T 关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。（2）利用可测的热力学性质（T ，P ，V 等）计算不可测的热力学性质（H ，S ，G ，等）。只要有了p-V-T 关系加上理想气体的id p C ，可以解决化工热力学的大多数问题。 2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。 【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。 2）临界点C 的数学特征： 3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线； 4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。 5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。 6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。 7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。 2-3 要满足什么条件，气体才能液化？ 【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。 2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？ 【参考答案】：不同。真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有 ()() () () 点在点在C V P C V P T T 00 2 2 ==?? ?
关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，r P 和ω。 2-5 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？ 【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。 偏心因子不可以直接测量。偏心因子ω的定义为：000.1)p lg(7.0T s r r --==ω ， ω由测定的对比温度为0.7时的对比饱和压力的数据计算而得，并不能直接测量。 2-6 什么是状态方程的普遍化方法？普遍化方法有哪些类型？ 【参考答案】：所谓状态方程的普遍化方法是指方程中不含有物性常数a ，b ，而是以对比参数作为独立变量；普遍化状态方程可用于任何流体、任意条件下的PVT 性质的计算。普遍化方法有两种类型：（1）以压缩因子的多项式表示的普遍化关系式 (普遍化压缩因子图法)；（2）以两项virial 方程表示的普遍化第二virial 系数关系式(普遍化virial 系数法) 2-7简述三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别。 【参考答案】：三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别在于为了提高对比态原理的精度，引入了第三参数如偏心因子ω。三参数对应态原理为：在相同的 r T 和r p 下，具有相同ω值的所有 流体具有相同的压缩因子Z ，因此它们偏离理想气体的程度相同，即),P ,T (f Z r r ω=。而两参数对应状态原理为：在相同对比温度r T 、对比压力 r p 下，不同气体的对比摩尔体积r V （或压缩因子z ） 是近似相等的，即(,) r r Z T P =。三参数对应状态原理比两参数对应状态原理精度高得多。 2-8总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。 【参考答案】： 由于范德华方程（vdW 方程）最 大突破在于能同时计算汽、液两相性质，因此，理论上讲，采用基于vdW 方程的立方型状态方程能同时将纯气体和纯液体的性质计算出来（最小值是饱和液体摩尔体积、最大值是饱和气体摩尔体积），但事实上计算的纯气体性质误差较小，而纯液体的误差较大。因此，液体的p-V-T 关系往往采用专门计算液体体积的公式计算，如修正Rackett 方程，它与立方型状态方程相比，既简单精度又高。 2-9如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？ 【参考答案】：对于混合气体，只要把混合物看成一个虚拟的纯物质，算出虚拟的特征参数，如Tr ，
化工热力学试卷题库与答案
一．选择题(每题2分,共10分) 1、纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅就是温度的函数 B 就是T 与P 的函数 C 就是T 与V 的函数 D 就是任何两强度性质的函数 2、T 温度下的过冷纯液体的压力P (A 。参考P －V 图上的亚临界等温线。) A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3、 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0、3,在一定的T,P 下,8812.0?,9381.0?21==?? ,则此时混合物的逸度系数为 。(C) A 0、9097 B 0、89827 C 0、8979 D 0、9092 4、 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程,装置所产生的功为24kJ,则流体的熵变( A ) A 、大于零 B 、小于零 C 、等于零 D 、可正可负 5、 Henry 规则( C ) A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂 二、填空题(每题2分,共10分) 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃,其等压平均热容为75、31J/mol,则此过程的焓变为 (1882、75)J/mol 。 2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C ),按下列途径由T 1、P 1与V 1可逆地变化至P 2,则, 等温过程的 W =21ln P P RT -,Q =21ln P P RT ,U = 0 ,H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω＝0、193,临界压力为p c ＝3、797MPa,则在Tr ＝0、7时的蒸汽压为 ( 0、2435 )MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为Cp,则ExQ 的 计算式为(00(1)T xQ p T T E C dT T =-? )。 5. 指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1 三、简答题:(共30分) 1. 填表(6分)
(A) 化工热力学期末试卷
化学化工学院《化工热力学》课程考试试题（A 卷） 2013-2014学年 第一学期 班级 时量120分钟 总分100分 考试形式：闭卷 一、填空题（24分，每空1.5分） 1、写出热力学基本方程式dU= ；dA = 。 2、几个重要的定义公式： A= ； H= ；G=__________。 3、对理想溶液，ΔH=_______，ΔS=________。 4、热力学第一定律的公式表述（用微分形式）： 。 5、等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系_________+0ln 11=γd x 。 6、化工热力学研究的主要方法包括： 、 、 。 7、以压缩因子表示的三参数对应态原理的关系式： 。 8、朗肯循环的改进的方法： 、 、 。 二、选择题（每个2分，共22分，每题只一个选择项是正确答案） 1、纯物质的第二virial 系数（ ） A 、仅是温度的函数 B 、是温度和压力的函数 C 、 是温度和体积的函数 D 、是任何两强度性质的函数 2、泡点的轨迹称为（ ） A 、饱和汽相线 B 、汽液共存线 C 、饱和液相线 3、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 浓度的减小而减小，则B 的偏摩尔体积将随A 浓度的减小而（ ） A 、增加 B 、减小 C 、不变 D 、不一定 4、关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 （ ） A 、活度是相对逸度，校正浓度，有效浓度； B 、理想溶液活度等于其浓度。 C 、活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。 D 、γi 是G E /RT 的偏摩尔量。 5、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ ）。 为混合物的逸度）） （； ； ； Ｌ２Ｖ１Ｖ２Ｌ１Ｌ２ Ｌ１Ｖ２１２２f f f D f f f f C f f f f B f f f f A V L V L V L V (????).(????)(????).(=======11 6、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ ） A 、纯物质无偏摩尔量。 B 、T 与P 一定，偏摩尔性质就一定。
化工热力学实验讲义
化工热力学试验讲义 李俊英 齐鲁工业大学 化学与制药工程学院 化学工程与工艺实验室 2013.10
实验一二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定气体的压力、体积、温度(p、v、t)是物质最基本的热力学性质：pvt数据不仅是绘制真实气体压缩因子固的基础，还是计算内能、始、嫡等一系列热力学函数的根据。在众多的热力学性质中，由于pvt参数可以直接地精确测量，而大部分热力学函数都可以通过pvt参数关联计算，所以气体的pvt性质是研究其热力学性质的基础和桥梁。了解和掌握真实气体pvt性质的测试方法，对研究气体的热力学性质具有重要的意义。 一、实验目的 1. 了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。 2. 加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO2的p-v-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。 4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。 二、实验内容 1. 测定CO2的p-v-t关系。在p-v坐标图中绘出低于临界温度(t=20℃)、临界温度(t=31.1℃)和高于临界温度(t=40℃)的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析差异原因。 2. 测定CO2在低于临界温度时，饱和温度与饱和压力之间的对应关系。 3. 观测临界状态 (1) 临界状态时近汽液两相模糊的现象。 (2) 汽液整体相变现象。 (3) 测定的CO2的t c,p c,v c等临界参数，并将实验所得的v c值与理想气体状态方程和范德华方程的理论值相比较，简述其差异原因。 三、实验装置 实验装置由压力台、恒温器、试验本体、及其防护罩三大部分组成。 1.整体结构：见图1。 2.本体结构：见图2。
《化工热力学》第三版课后习题答案
化工热力学课后答案 第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 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。（对） 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? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态 压力相等的过程有? =2 1 T 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。） 二、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. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =() 1121T P P R C ig P ??? ? ??--， U =( )11 2 1T P P R C ig P ??? ? ? ?--，H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 C 绝热过程的 W =( ) ???? ????? ? -???? ??--112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，Q = 0 ，U = ( ) ??????????-???? ??-11211ig P C R ig P P P R V P R C ，H =1121T P P C ig P C R ig P ??????????-???? ??。
化工热力学复习题(附答案)
化工热力学复习题 一、选择题 1. 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（ C ） A. 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 2. 纯物质的第二virial 系数B （ A ） 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 3. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 4. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） " A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5. 下面的说法中不正确的是 ( B ) （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。 （D ）强度性质无偏摩尔量 。 6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 7. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 ` c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）r i 是G E /RT 的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 " 11．下列各式中，化学位的定义式是 ( A ) 12．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是（ A ）。 A. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1 B. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^ i /P]=1 C. dG i =RTdln f ^i , 0lim →p f i =1 ； D. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p f ^ i =1 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
化工热力学主观题考核答案
中国石油大学（北京）远程教育学院 期 末 考 核 《 化工热力学 》 一、请学生运用所学的化工热力学知识，从以下给定的题目中选择至少选择2个题目进行论述：（总分100分） 1.教材中给出了众多的状态方程，请根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择一个状态方程、对其PVT 关系的计算准确度进行分析，并提出改进的方向和意见。 丙烯的PVT 状态分析 近期我正在中海石油中捷石化甲醇车间进行培训，在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂，在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。 丙烯的理化学性质：丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体，分子式为CH 3CH=CH 2，分子量为42.08，沸点-47.7℃，熔点为-185.25℃，其密度为空气的 1.46倍，临界温度为91.8℃，临界压力为4.6Mpa ，爆炸极限为 2.0~11％（vol ）,闪点为-108℃。（因此，丙烯在贮藏时要特别小心，如果发生泄漏，因为它比空气重，积聚在低洼处及地沟中，如在流动过程中遇到火星，则极易引起爆炸，酿成严重后果。） 选择用R-K 状态方程计算对液态丙烯的PVT 关系计算准确度进行分析，从《化工热力学、陈光进等编著》中查得丙烯的临界数据为Tc=364.9K;p c =46.0*10-1 MPa, 下面是中海石油中捷石化给定的丙烯性质数据。 温度 （℃） -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
为了计算方便，用excel 换算和简单计算得到新的数据如下: R-K 方程：() b v v T a b v RT p +--=5.0 () 2 5.0665 .25.223409.16106.49.3643146.842748.042748.0-???=???==mol K Pa m p T R a c c () 1356107145.5106.49.3643146.808664.008664.0--??=???==mol m p RT b c c 由上表又知道摩尔体积v ，故根据R-K 方程，用excel 可分别计算得到各温度下的压力值P 1： 压力 （atm ） 1.401 2.097 3.023 4.257 5.772 7.685 10.046 12.911 1 6.307 20.299 体积 （mL/g ） 12966 6404 4639 3423 2569 1957 1510 1510 1177 922 温度 （℃） -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 温度（K ） 233 243 253 263 273 283 293 303 313 323 压力P （1*10-1MPa ） 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 1 6.5231 20.5680 摩尔体积v (1*10-5m 3/mol) 54560.928 26948.032 19520.912 14403.984 10810.352 8235.056 6354.080 6354.080 4952.816 3879.776 温度 （℃） -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 压力P （1*10-1MPa ） 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 1 6.5231 20.5680 计算压力 P 1(1*10-1MPa) 1.0288 2.1706 3.1182 4.3903 6.0679 8.2505 11.0602 11.4412 15.1467 19.9288
化工热力学公式
热力学是以热力学第一、第二定律及其他一些基本概念理论为基础，研究能量、能量转换以及与转换有关的物质性质相互之间关系的科学。有工程热力学、化学热力学、化工热力学等重要分支。 化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域。化工热力学主要任务是以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。 热力学的研究方法，原则上可采用宏观研究方法和微观研究方法。以宏观方法研究平衡态体系的热力学称为经典热力学。 体系与环境：隔离体系，封闭体系，敞开体系 流体的P-V-T关系 在临界点C ： 临界点是汽液两相共存的最高温度和最高压力，即临界温度Tc，临界压力Pc。 纯流体的状态方程(EOS) 是描述流体P-V-T性质的关系式。由相律可知，对纯流体有： f( P, T, V ) = 0 混合物的状态方程中还包括混合物的组成（通常是摩尔分数）。 状态方程的应用 （1）用一个状态方程即可精确地代表相当广泛范围内的P、V、T实验数据，借此可精确地计算所需的P、V、T数据。 （2）用状态方程可计算不能直接从实验测定的其它热力学性质。 （3）用状态方程可进行相平衡和化学反应平衡计算。 压缩因子（Z）即:在一定P，T下真实气体的比容与相同P，T下理想气体的比容的比值. 理想气体方程的应用（1 ）在较低压力和较高温度下可用理想气体方程进行计算。（2 ）为真实气体状态方程计算提供初始值。（3 ）判断真实气体状态方程的极限情况的正确程度，当或者时，任何的状态方程都还原为理想气体方程。 维里方程式 Virial系数的获取 ( 1 ) 由统计力学进行理论计算目前应用很少 ( 2 ) 由实验测定或者由文献查得精度较高 ( 3 ) 用普遍化关联式计算方便，但精度不如实验测定的数据 两项维里方程维里方程式Z=PV/RT=1+ B/P （1）用于气相PVT性质计算，对液相不能使用； （2）T 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 s T 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()1 s r Tr P ω==-- 1.0 lg()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 z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z 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. *2R M M M =- C. * R M M M =- D. *R M 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。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX2 = 0 b. X1dln γ1/dX 2+ X2 dln γ2/dX1 = 0 c. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX1 = 0 d. X1dln γ1/dX 1– X2 dln γ2/dX1 = 0 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）的偏摩尔量。 16 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将：( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 17．下列各式中，化学位的定义式是 ( ) 18．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,]) ([.)([.])([.)([.??≡??≡??≡??≡μμμμ 一、选择。 1.下列热力学基本关系式与Maxwell 公式中，错误的是（ C ） A. dG=VdP-SdT B. dH=TdS+Vdp C. ??? ?????? ? ????-=V S T P T V D.?? ? ?????? ? ????-=S P V T V S 2.、气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 （ B ） 。 A. 增加 B. 减少 C. 不变 D.不确定 3.关于制冷原理，以下说法不正确的是（ D ）。 A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。 B. C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。 D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降 4.对于理想溶液，下列说法正确的是（D ） A.0,0>>E E H V B.0,0<>E E H V C.0,0≥≤E E H V D.0,0==E E H V 5、混合物的逸度f 与组分逸度i f ∧ 之间的关系是 （ D ） A ．f=i i f x ^ ∑ B ．f=i f ^ ∑ C ．f=i i f x ^ln ∑ D ．lnf i i i x f x /ln ^ ∑= 二、填空 1、等温线在两相区中的水平线段随温度升高而 缩短 最后再临界处 缩成一点 纯物质PV 图临界点处的斜率和曲率都等于 0 。 2、温-熵图是最有用的热力学性质图，其纵坐标是温度，横坐标是熵。对于可逆过程 TdS Q R =δ 。在T-S 图上位于T-S 曲线下的面积等于 可逆过程吸收或放出的热量 。 3.一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 __环境基态完全平衡____ 时，此过程理想功。 4.对封闭体系，单位质量能量平衡方程式是__△U ＝Q ＋W_______,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是__△H ＋1/2△U2 +g △z=Q+Ws 或△H ＋△Ek ＋△Ep ＝Q ＋Ws _______. 5.温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递，其等 于热容为Cp ，则ExQ 的计算式为( ）。 6.制冷剂的选择原则: 参考答案：①大气压下沸点低 ②常温下冷凝压力低 ③汽化潜热大 ④具有较高的临界温度和较低的凝固温度 ⑤化学稳定性 北京化工大学2016——2017学年第一学期 《化工热力学》期末考试试卷 班级： 姓名： 学号： 任课教师： 分数： 一、（2?8=16分）正误题（正确的画√，错误的画×，标在[ ]中） ［√］剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。 ［×］Virial 方程中12B 反映了不同分子间的相互作用力的大小，因此120B =的气体混合物，必定是理想气体混合物。 ［√］在二元体系中，如果在某浓度范围内Henry 定律适用于组分1，则在相同的浓度范围内，Lewis-Randall 规则必然适用于组分2。 ［×］某绝热的房间内有一个冰箱，通电后若打开冰箱门，则房间内温度将逐渐下降。 ［×］溶液的超额性质数值越大，则溶液的非理想性越大。 ［×］水蒸汽为加热介质时，只要传质推动力满足要求，应尽量采用较低压力。 ［×］通过热力学一致性检验，可以判断汽液平衡数据是否正确。 ［×］如果一个系统经历某过程后熵值没有变化，则该过程可逆且绝热。 二、（第1空2分，其它每空1分，共18分）填空题 （1）某气体符合/()p RT V b =-的状态方程，从 1V 等温可逆膨胀至 2V ，则体系的 S ? 为 21ln V b R V b --。 （2）写出下列偏摩尔量的关系式：,,(/)j i E i T p n nG RT n ≠?? ?=?? ???ln i γ， ,,(/)j i R i T p n nG RT n ≠???=??????ln i ?, ,,(/)j i i T p n nG RT n ≠?? ?=?? ???i μ。 （3）对于温度为T ，压力为P 以及组成为{x}的理想溶液，E V =__0__，E H = __0__，/E G RT =__0__，ln i γ=__0__，?i f =__i f __。 （4）Rankine 循环的四个过程是：等温加热（蒸发），绝热膨胀（做功）， 等压（冷凝）冷却，绝热压缩。 （5）纯物质的临界点关系满足0p V ??? = ????， 220p V ???= ???? ，van der Waals 方程的临界压缩因子是__0.375__，常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。 二、（5?6=30分）简答题（简明扼要，写在以下空白处） （1）简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度（假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体）。 剩余焓： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值； ②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓vap H ?（饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓）； ③通过00()T ig ig ig p p T H C dT C T T ?=≈-? 计算理想气体的焓变； ④通过R ig vap H H H H ?=-?-?得到剩余焓。 逸度： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据 G H TS =-得到Gibbs 自由能(,)G T p ； ②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵，计算得到Gibbs 自由能 0(,)ig G T p ； 化工热力学课后答案(填空、判断、画图) 第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 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。（对） 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? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态 压力相等的过程有? =2 1 T 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。） 二、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. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =() 1121T P P R C ig P ???? ??--， U =() 1121T P P R C ig P ??? ? ??--， H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ， U = 0 ， H = 0 。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 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。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。） 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。（错。如温度大 于Boyle 温度时，Z ＞1。） 化工热力学第二章作业解答 2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式 解 （1）用理想气体方程（2-4） V ＝ RT P ＝68.3146734.05310 ??＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6） 从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ） 2 2.50.42748c c R T a p ==2 2.56 0.42748(8.314)(190.6)4.610???＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c c RT b p = =6 0.08678.314190.64.610 ???＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106 ＝ 5 8.314673 2.98710 V -?-?－0.553.224(673)( 2.98710)V V -+? 迭代解得 V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 (注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式 673 3.53190.6 r T T Tc === 664.053100.8814.610r P P Pc ?===? 因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。 由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1 B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6 ＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2 ＝0.138 代入式（2-43） 010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTc ω=+=+?= 由式（2-42）得 Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ???? =+=+?= ??? ???? V ＝1.390×10-3 m 3 ·mol -1 2.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算27 3.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3 ·mol －1 所需要的压力。实验值为3.090MPa 。 解： 从附录二查得CO 2得临界参数和偏心因子为 Tc ＝304.2K Pc ＝7.376MPa ω＝0.225 一、 单项选择题（每题3分，共30分）： 1．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。 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。 2．下列关于G E 关系式正确的是（ C ）。 A. G E = RT ∑X i ln X i B. G E = RT ∑X i ln a i C. G E = RT ∑X i ln γi D. G E = R ∑X i ln X i 3．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ D ）。 A. i i G μ=- B. dT S dP V G d i i i - ---=；C. ()i j n P T i i n nG G ≠? ???????=-,, D. ()i j n nV T i i n nG G ≠? ???????=-,, 4.下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质( D ) （A ）与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。 5．关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程 变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 6．范德华方程与R －K 方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V 值是 B 。 A 、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积 C 、无物理意义 D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积 7．对于流体混合物，下面式子错误的是 D 。 A B 、 i i i V P U H += C i i V i i U U = D 、理想溶液的i i S S = i i G G = 8．由纯组分形成理想溶液时，其混合焓ΔH id B 。 A. >0； B. =0； C. <0 ； D. 不确定。 9．体系中物质i 的偏摩尔体积i V 的定义式为： D 。 A.i j n v T i i i n V V ≠??=,,][ B .i j n v T i i n V V ≠??=,,][总 C .i j n p T i i i n V V ≠??=,,][ D. i j n p T i i n V V ≠??=,,][总 10．混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 C 。 A.i i f x f ∧ ∑=； B. i f f ∧ ∑=； C. ln i i i x f x f ∧ ∑=ln ； D. ln 0 ln f x f i ∑= 一、 单项选择题（每题1分，共30分）： 1．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。 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 0ωB 1 B ．B = B 0 ω + B 1 C ．BP C /（RT C ）= B 0 +ωB 1 D ．B = B 0 + ωB 1 3．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 a i C. G E = RT ∑X i ln γi D. G E = R ∑X i ln X i 4．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ ）。 A. i i G μ=- B. dT S dP V G d i i i - ---=；C. ()i j n P T i i n nG G ≠? ???????=-,, D. ()i j n nV T i i n nG G ≠? ???????=-,, 5.下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质( ) （A ）与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性。 6．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（ ）。 A. 饱和汽相线，饱和液相线，汽液共存区 B.汽液共存线，饱和汽相线，饱和液相区 C. 饱和液相线，饱和汽相线，汽液共存区 7．关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程 变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 8．范德华方程与R －K 方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V 值是 。 A 、饱和液体体积 B 、饱和蒸汽体积 C 、无物理意义 D 、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积 9．可以通过测量直接得到数值的状态参数是 。 A 、焓 B 、内能 C 、温度 D 、 熵 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℃、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Pitzer 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id V 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 -=+-+ （E1） 其中 2 2.50.427480.08664c c c c R 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 =, c p =，将它们代入 a, b 表达式得 2 2.5 6-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??==???? 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m mol --??==??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.15 2.9846104.05310 V -?=+?? 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?-??????+? 355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为 3535 20.56335355 331 3.2217(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610673.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?-??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近 似为 3311.39010V m mol --=?? （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RT a V b V b p pV V b pb V b -=+-++-化工热力学习题集及答案
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