化工热力学样题.doc

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1、简答题1.当压力趋近于零时，实际气体趋近于理想气体，根据剩余性质的定义，能否说其剩余体积趋近于零？不能。VR=(Z-1)RT/p,Z为T,p的函数，在等温下对pà0展开得到维里方程：Z=1+(B/RT)*p+(C-B2)/(RT)2*p2+o(p3)因此当pà0时，(Z-1)/pàB/RT,VRàB2.理想气体分别经等温可逆压缩和绝热可逆压缩后，何者焓值为高？试在压焓图上标示。等熵。在气相区压焓图上的斜率：等温线为负值而等熵线为正值。，，对理想气体βT=1，压焓图上等温线为竖直线。3.某二元体系A+B，以Lewis-Randall规则为基准定义活度，若活度系数一为正偏差（γA>1），一为负偏差

2、（γB<1），是否不符合Gibbs-Duhem关系？可能出现，并不破坏Gibbs-Duhem关系。如Margules模型参数一正一负时。4.常温下一密闭容器中水与其蒸气达到平衡，若向其中充入惰性气体，若保持温度不变，请问水蒸气的量会增加还是减少？增加。判断逸度之消长。液相逸度与压力的关系，Poynting因子。5.说明空气中水的饱和湿度关系y=Psat(T)/P的成立条件。其中y为空气中水的摩尔分数，Psat为温度T下的饱和蒸汽压，T和P为环境温度、压力。空气中的水蒸汽（T,P,y）与其凝结液相(T,P,x)中的水达到平衡，则逸度相等：气相视作理想气体混合物：液相视为纯水并忽略压力的影响：6.

3、二元体系A+B在等温等压下处于气液平衡，由1mol液相（xA=0.4）和0.1mol（yA=0.7）汽相组成。若向该系统加入0.5mol的A，保持温度压力不变，当再次达到平衡时会出现什么变化？（提示：数量与组成）组成不变，液相量减少。根据气液平衡的自由度可知两相组成不变。通过质量守恒可计算得到液相量减少。（两种概念化设想可不通过计算判断：1．设想加入xA=0.4或xA=0.7混合物时如何变化；2.设想液相0.4挥发为气相0.7，液相xA会下降，这正好可以通过加入的A补充；反之若气相冷凝，其A含量会更高，这时加入的A无处可去）117.请确定下面几种情况的自由度：C_组分+2-P_相-r_独立反应

4、-s_约束=0三相点处的水1+2-3=0水与水蒸汽处于平衡状态1+2-2=1盐水与水蒸汽处于平衡状态2+2-2=2水-乙醇混合物与其蒸汽处于平衡状态2+2-2=2水-乙醇混合物与其蒸汽处于共沸2+2-2-1=1二氧化碳溶于水2+2-2=2二氧化碳溶于水并发生反应生产碳酸CO2+H2OàH2CO33+2-2-1=2固体碳酸钙热解CaCO3(s)àCaO(s)+CO2(g)3+2-3-1=1正戊烷和异戊烷在气相下处于化学平衡2+2-1-1=2戊烷的三种异构体在气相下处于化学平衡3+2-1-2=211计算题1.某熵值为7kJ/kg/K高压水蒸汽经可逆绝热膨胀后，温度变为100℃，试：1)利用水蒸气表

5、计算该过程终态的焓值；2)利用热容数据，并选用合适的状态方程计算上述状态的焓值；（提示：近似三相点处的水蒸气为理想气体）3）比较1)与2)的结果。等熵过程。实质上是已知S和T，确定一元体系的H1)查水蒸气表100℃时：Sliq=1.3069J/g/K,Svap=7.3549J/g/K,因此S为7必为水汽混合物，且气相分率：xvap=(S-Sliq)/(Svap-Sliq)=0.9413查水蒸气表：Hliq=419.04kJ/kg,Hvap=2676.1kJ/kg,计算焓值：H=2543.7kJ/kg注意该焓值是以三相点饱和液相为参考点。2)根据1)，此问为已知T=100℃,P=1.014bar

6、，xvap=0.9413计算xvap(HT,P,vap-Htri,liq)+xliq(HT,P,liq-Htri,liq)其中tri,liq代表三相点(T0=0.01℃,P0=611Pa)饱和液相ΔHl=(HT,P,liq-Htri,liq)=Cp(50℃,liq)(T-T0)=419.7kJ/kgΔHv=(HT,P,vap-Htri,liq)=ΔHvap(tri)+Cp(50℃,vap)(T-T0)+HR(T,P),Cp(50℃,vap)(T-T0)=187.7kJ/kg,ΔHvap(tri)=2501.3kJ/kg查得：Tc=647.3K,Pc=22.05MPa,ω=0.229Tr=0.5

7、765,Pr=0.004600,可采用普遍化维里方程：HR/RT=-0.03673，HR=-6.33kJ/kgΔHv=187.7+2501.3-6.33=2682.67kJ/kgH=2549.9kJ/kg虽然上述两个结果差别不大，但其原因是剩余项在最后的焓值中所占比例很小，其实用普遍化维里方程计算得到剩余焓的仅有水蒸气表一半左右。因此对于含氢键的缔合体系，即使在低压下普通的状态方程也存在较大偏差。