化工热力学模拟试题及参考答案

《化工热力学模拟试题及参考答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二篇模拟试题与参考答案157化工热力学模拟试题(1)及参考答案一（共18分）判断题（每题3分）1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。()2若某系统在相同的始态和终态间，分别进行可逆与不可逆过程，则>。()3由三种不反应的化学物质组成的三相pVT系统，达平衡时，仅一个自由度。()4热量总是由给出。()5不可逆过程孤立系统的熵是增加的，但过程的有效能是减少的。()6物质的偏心因子是由蒸气压定义的，因此具有压力的单位。()二（共16分）简答题（每小题8分）1Virial方程如何证明：2水蒸气和液态水的混

2、合物在505K下呈平衡态存在，如果已知该混合物的比容为，根据蒸气表的数据计算混合物的焓和熵。已知在该温度下的饱和水蒸气性质为：比容/焓/熵/饱和水饱和蒸气饱和水饱和蒸气饱和水饱和蒸气1.212969.22999.562803.962.62826.2004三（15分）用泵以的速度把水从45m深的井底打到离地10m高的开口储槽中，冬天为了防冻，在运送过程中用一加热器，将的热量加到水中，整个系统散热速度为，假设井水为2℃，那么水进入水槽时，温度上升还是下降？其值若干？假设动能变化可忽略，泵的功率为2马力，其效率为55％（1马力＝735W）（视为稳流系统）

3、。四（20分）一个Rankine循环蒸气动力装置的锅炉，供给，400℃的过热蒸气透平，其流量，乏气在压力下排至冷凝器，假定透平是绝热可逆操作的，冷凝器出口为饱和液体，循环水泵将水打回锅炉也是绝热可逆，求：（1）透平所做的功？（2）水泵所做的功？（3）每千克蒸气从锅炉获得的热量？已知2000kPa，400℃过热蒸气的热力学性质为：，；15kPa压力下的乏气热力学性质为：温度/℃比容/焓/熵/53.9饱和水饱和蒸气饱和水饱和蒸气饱和水饱和蒸气1.015110117.2225.572598.90.75368.0102五（14分）远程输送天然气采用压缩液化

4、法，若天然气按甲烷计，现将1kg天然气自、27℃压缩到，并经级间冷却到27℃，设压缩实际功率，求级间冷却器应移走的热量，压缩过程的理想功、损耗功与热力学效率，设环境温度为15727℃。已知甲烷的焓和熵数据如下：//℃H/S/127227.81.68906827211.81.1273六（17分）纯液体A与B在90℃时蒸气压力为，，液相活度系数，，气相为理想气体，问：（1）与50％(mol)A及50％(mol)B的液相混合物平衡的蒸气总压为多少？（2）能否生成共沸物？若能，恒沸组成、恒沸压力为多少？恒沸点是最高点还是最低点？参考答案一、(1)T(2)F

5、(3)F(4)F(5)T(6)F二、1将代入式（1）得（3）将式（3）与式（2）比较同类项，得：；即；得证2查水蒸气表知：505K下饱和蒸气性质：；饱和液体性质：按题意，设饱和湿蒸气中气相分率为x，则或，解得：则：三、以单位质量流体为计算基准，则输入功率为：由热力学第一定律知：，所以水槽的温度是升高的，又由于，，代入得：，解得(6.58℃)。157四、如附图所示，查水蒸气表知：点1，点2对应的气相性质为：，点3液相性质：，，为等熵膨胀过程，设点2的湿蒸气湿度为x，则，即：，解得：点4，即为水泵消耗的功。ST模拟试题(1)-试题四附图③②①2000k

6、Pa400℃④透平所作的功五、依题意：由热力学第一定律知：，六、(1)当时，，因此：(2)假设生成恒沸物，则有根据气液平衡关系(i=A、B)有：，该式两边取对数得：，即，解得，，该混合物存在恒沸点。所以：，157化工热力学模拟试题(2)及参考答案一（14分）根据下列甲烷和己烷的物理性质，可以得出液化石油气中的主要成份不可能是甲烷及己烷的结论。请问此结论正确否？并说明原因。物质,℃,atm,℃燃烧值,甲烷-82.6245.36-161.4555.6正己烷234．429.8068.7548.4二（20分）（1）气体由20℃，2.0m3（状态1）经绝热过

7、程到150℃，1m3（状态2），输入功为100kJ，求其内能变化？（2）初态同(1)，经恒容过程加热到150℃(状态3)，需热量95kJ，问此过程内能变化如何？（3）（2）中处于状态3的气体经等温压缩到1.0m3(状态2)，同时移走185kJ热量，问内能变化如何？需功若干？(本题按封闭体系计算)三（20分）一可逆热机用某种比热不变的理想气体为工质，按下述循环操作，自状态1恒容加热到状态2，由状态2绝热膨胀到状态3，然后由状态3经恒压过程回到状态1，证明此循环中净功与所吸热量之比为其中四（24分）有一理想Rankine循环，在4000kPa和8kPa

8、的压力之间操作，锅炉产生的是400℃的过热蒸气，冷凝器所用的冷却水的温度为25℃。求（1）过热蒸气从锅炉中的吸热量，乏气在