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1、化工热力学模拟试题第一套模拟试题一、判断题：试判断对错，并写出原因或相应的公式（2分×5＝10分）1．熵增原理的表达式为：S0（）2．二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数（）aMyiaii3．RK方程中，常数a,b的混合规则分别为（）bMyibii4．无论以Henry定律为基准，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（）5．烃类物系汽液平衡计算可以使用K值法。（）二、简答题（5分×7＝35分）1．写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式，并对流体流经泵和流经换热器的系统进行适当的简化。2．写出水在一定温度下的饱和蒸气压的获得方
2、法。3．有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积2VVa(ba)xbx11112VVa(ba)xbx2222式中：V1和V2是纯组分的摩尔体积，a、b只是T、P的函数。试从热力学的角度分析这些方程是否合理？4．写出局部组成的概念，并说明Wilson方程和NRTL方程的适用条件。5．请写出中低压下汽液相平衡的关系式。（其中：液相用活度系数表示，以Lewis-Randall规则为基准；汽相用逸度系数表示）。6．说明基团贡献法的出发点、优点及局限性7．简述估算沸点下蒸发焓的方法三、计算题（共55分）51．（1）已知某饱和液体在273K时，Hm
3、=0,Sm=0，饱和蒸气压为1.27×10Pa，若求478K，68.95×10Pa时该物质蒸汽的Hm和Sm，请设计出计算路径，并画出图。（2）请写出各步骤的焓和熵的计算公式。已知：该物质的饱和蒸气压方程为：sBlnPA，状态方程为:pVRTCp,理想mTid气体热容为：Cp,mDET，式中各物理量均为国际单位制标准单位，A、B、C、D、E为常数。2．某二元溶液，Lewis-Randall规则标准态的超额Gibbs自由能可由下式给出：EG/RTxx12**E1式中：为常数，两纯组元逸度分别为f和f，单位为Pa,G:Jmol,12T：K,求：（1）以Lewis
4、-Randall规则为标准态的活度系数与的表达式。12（2）以Henry定律为标准态的活度系数与的表达式。123．低压下丙酮（1）—乙腈（2）二元体系的汽液平衡中，汽液两相假定均可视为理想体系，查得丙酮、乙腈的饱和蒸气压方程如下：s2940.46ln[7.502p]16.65131T35.93pss,p的单位为KPa，T的单位为K。试求：12s2945.47ln[7.502p]16.28742T49.15（1）当p为85KPa,t为55C，该体系的汽液平衡组成y1,x1（2）溶液中总组成为z1=0.8，当p为85KPa,t为55C，该体系的液相分率以
5、及汽液相组成y1,x1（3）当t为55C，汽相组成y1=0.5时相平衡压力与液相组成x1（4）当t为55C，液相组成x1=0.35时的相平衡压力与汽相组成y154．某蒸汽压缩制冷装置，采用氨作制冷剂，制冷能力为10kJ/h，蒸发温度为－15℃，冷凝温度为30℃，设压缩机作可逆绝热压缩，试求：（1）压缩单位制冷剂所消耗的功。（2）制冷剂每小时的循环量。（3）该制冷装置所提供的单位制冷量。（4）循环的制冷系数。5．写出已知压力（p）和液相组成（x,x,,x），求泡点温度（T）及与之相平衡的汽相组12n成（y,y,,y）的计算过程（可以写计算框图，也可以叙述计算过程）。12n
6、第一套模拟试题答案一、判断题：试判断对错，并写出原因或相应的公式（3分×5＝15分）1．熵增原理的表达式为：S0（×）熵增原理的表达式应该为：S0隔离系统或者写为：S＋S0，（其中等号在可逆条件下成立）系统环境2．二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数（√）二阶舍项维里方程可以适用于压力不高的气体的pVT关系计算，由于逸度系数的计算需要使用相应条件下的状态方程，因此二阶舍项维里方程可以用于压力不高（小于1.5MPa）情况下的纯物质逸度系数的计算。aMyiaii3．K方程中，常数a,b的混合规则分别为（×）bMyibii习惯上，用于RK方程中常数a,b的
7、混合规则分别为aMyiyjaijijbMyibii4．无论以Henry定律为基准，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（×）以Henry定律为基准和以Lewis-Randall规则为基准定义的活度选用的逸度标准态不同，因此相应的活度和活度系数值会发生相应的变化，但是逸度值不变。5．烃类物系汽液平衡计算可以使用K值法。（）ssypiii烃类物系可以近似为理想混合物，因此其相平衡常数K，式中的变量均只为温ixpii度T、压力p的函数，与汽相组
