化工热力学题库.doc

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1、填空题1.纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（），数学上可以表示为（）和（）答案：0，，3分2.T温度下的过冷纯液体的压力P（）(<，>，=)2分答案：>3.物质的对比蒸气压的对数和绝对温度有近似（）关系2分答案：线性4.对比态原理认为，在（）的对比状态下，所有的物质表现出（）的性质答案：相同相同2分5.化学位可表示成四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。（错）2分6.因为液体的（或活度系数）模型是温度和组成的函数，故理论上与压力无关。（错）2分7.对于理想溶液，Lewis-Randall规则和Henry规则是等价的。（对）2分8.低压下某二元液体混合物的偏摩尔焓的表达式

2、为和，则和的关系是（）（b1=b2）2分9.气相与液相均用逸度系数计算的困难（）（需选状态方程计算精度相当，但计算困难形式复杂）2分10.指出下列物系的自由度数目（1）水的三相点（），（2）液体水与正丁醇处于汽液液平衡（）（3）乙醇与水的二元气液平衡状态（）（0；1；2）3分11.反应体系相率表达式为（）。独立反应数可以通过（）和（）两种方法确定。答案：;R的决定；C的决定2分12.剩余性质是指在相同的温度和压力下热力学性质之差。超额性质是指热力学性质之差（真实气体与理想气体；真实溶液与理想溶液）2分13.有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是，其中V1，V2为纯组分的摩尔体积

3、，a，b为常数，问所提出的模型是否有问题？（）；若模型改为，情况又如何？（）答案：由Gibbs-Duhem方程得，，a,b不可能是常数，故提出的模型有问题由Gibbs-Duhem方程得，，故提出的模型有一定的合理性_。4分名词解释1.（2分）干度（品质）热力学中干度的定义如下：汽液共存物中，汽相的质量分数或摩尔分数2.（2分）偏心因子反应物质分子形状与物质极性大小的量度。3.（2分）中压下相平衡判据等温等压下封闭体系达到相平衡的判据(dG)T,p=0或对于多项与多组分，各组分化学位或逸度相等。计算题1.（10分）已知50。C时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3/g,求单位质量的H,S,G函

4、数各是多少？50。C水的饱和汽、液相性质性质M饱和液相Ml饱和汽相MgV/cm3.g-11.012112032U/J.g-1209.322443.5H/J.g-1209.332382.7S/J.g-1.K-10.70388.0763V=Vgx+Vl(1-x)x=(V-Vl)/(Vg-Vl)=1000-1.0121/（12032-1.0121）=0.0803……………………3分H=Hgx+Hl(1-x)=209.33*0.91697+2592.2*0.08303=407.18J/g……………………2分S=Sg+Sl(1-x)=0.7038*0.91697+8.0763*0.08303=1.315

5、9J/g.K………………………2分G=H-TS=407.18-323.15*1.3159=-18.053J/g…………………………………………3分2.（10分）某二元混合物的逸度为。试以Lewis-Randall规则作为标准态，确定（1)和的表达式；（2）的表达式。……1分………………1分另……………………………………………………1分……………………………………………………………1分再由活度系数定义，得…………………2分………………………………………2分于是有：………………………2分3.（15分）高压水蒸气作为动力源，可驱动透平机做功。753K，1.520MPa的过热蒸汽进入透平机，在推动透平

6、机做功的同时，每kg蒸汽向环境散热7.1kJ。环境温度293K，由于过程不可逆，实际输出的功等于可逆绝热膨胀时轴功的85%。做功后，排出的气为71kPa。求此过程的理想功、损耗功、热力学效率。解：由附录查得T1=753K,p1=1520kPa时的过热蒸汽焓和熵值为：h1=3426.7KJ/kg，s1=7.5182KJ/kg/K蒸汽在透平机中做绝热不可逆膨胀后，熵值不变，s2=7.5182KJ/kg/K,由水蒸气表查得p2=71kPa时的h21=2663.1KJ/kg，由此得到可绝热功，Q=0，则WR=△H=m(h21-h1=1*(2663.1-3426.7)=-763.6kJ而透平机实际上既不

7、绝热也不可逆，………………………………………………………………………………………2分实际输出的轴功为：WS=0.85WR=0.85*763.6=-649.1KJ…………………………………………………2分由热力学第一定律：△H=Q+Ws=-7.1-649.1=-656.2KJ可得实际膨胀做功后的终态焓值：h2=h1+△H/m=3426.7-656.2/1=2770.5KJ/kg……………………………