化工热力学习题

化工热力学习题

第一章 绪论

是非题

1. 凡是体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则体系既不吸热也不放热。

2. 当n 摩尔气体反抗一定的压力做绝热膨胀时，其内能总是减少的。

3. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

4. 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。

5. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。

选择题

1. 对封闭体系而言，当过程的始态和终态确定后，下列哪项的值不能确定:

A Q

B Q + W,

C W （Q=0）,

D Q （W=0）,

2. 对于内能是体系的状态的单值函数概念的错误理解是:

A 体系处于一定的状态,具有一定的内能

B 对应于某一状态,内能只能有一数值,不能有两个以上的数值

C 状态发生变化,内能也一定跟着变化

D 对应于一个内能值,可以有多个状态

3. 真实气体在 的条件下，其行为与理想气体相近。

A 高温高压

B 低温低压

C 低温高压

D 高温低压

4. 下列各式中哪一个不受理想气体条件的限制

A △H = △U+P△V

B CPm - CVm=R

C

= 常数 D W = nRTln （V2╱V1）

填空题

1. 状态函数的特点是：

2. 普适气体常数R = MPa cm 3 mol -1 K -1= kPa m 3 kmol -1 K -1= J mol -1 K -1 = cal mol -1 K -1。

3. 在常压下1000cm 3液体水膨胀1cm 3，所作之功为 J ；若使水的表面增大1cm 2，我

们所要作的功是 J (水的表张力是72e rg cm -2

)。

4. 1MPa= Pa= bar= atm= mmHg 。

5. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 和 。

6. 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 (以V 表示)或 (以P 表示)。 第二章 流体的P-V-T 关系

是非题

1. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。

2. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。

3. 在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。

4． 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。

选择题

1. 纯物质的第二virial 系数B

2. 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

3. 当0→P 时，纯气体的()[]P T V P RT ,-的值为

A. 0

B. 很高的T 时为0

C. 与第三virial 系数有

关

D. 在Boyle 温度时为零

填空题

1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为 和 。

2. Lydersen 、Pitzer 、Lee-Kesler 和Teja 的三参数对应态原理的三个参数分别为 、 、 和 。

3. 简述对应态原理 。

4. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力 的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P －T 图上是 的(重叠／分开)，而在P-V 图上是 的(重叠／分开)，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 。纯物质汽液平衡时，压力称为 ，温度称为 。

5. 正丁烷的偏心因子ω=0.193，临界压力P c =3.797MPa 则在T r =0.7时的蒸汽压为 MPa 。

计算题

1. 由饱和蒸汽压方程，在合适的假设下估算水在25℃时的汽化焓。

2. 工程设计中需要乙烷在3446kPa 和9

3.33℃下的体积数据，已查到的文献值为0.025273/m kg ，试应用下列诸方法进行核算：

（1） 两参数压缩因子法；

（2） 三参数压缩因子法；

（3） S-R-K 方程法；

（4） P-R 方程法；

（5） Berthlot 维里方程法。

乙烷的特性常数为： 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

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

305.4, 4.884,0.098,30.070c c T K p MPa M ω====

3. 试定性画出纯物质的P-V 相图，并在图上指出 (a)超临界流体，(b)气相，（c ）蒸汽，（d ）固相，（e ）汽液共存，（f ）固液共存，（g ）汽固共存等区域；和(h)汽-液-固三相共存线，(i)T>T c 、T

第三章 流体的热力学性质

是非题

1. 体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。

2. 吸热过程一定使体系熵增，反之，熵增过程也是吸热的。

3. 热力学基本关系式dH=TdS+VdP 只适用于可逆过程。

4. 当0→P 时，∞→P f 。

5. 当压力趋于零时，()()0,,≡-P T M P T M ig （M 是摩尔性质）。

6. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，f RTd dG ln =。

7. 吉氏函数与逸度系数的关系是()()?ln 1,,RT P T G P T G ig ==-。（错,(),(T G P T G ig -

f RT P ln )1==）

8. 理想气体的状态方程是PV=RT ，若其中的压力P 用逸度f 代替后就成为了真实流体状态

方程。

选择题

1. 对于一均匀的物质，其H 和U 的关系为

A. H ≤U

B. H>U

C. H=U

D. 不能确定

2. 一气体符合P=RT/(V-b )的状态方程从V 1等温可逆膨胀至V 2，则体系的?S 为

A. b V b V RT --12ln

B. 0

C. b V b V R --12ln

D. 12ln V V R 3. 吉氏函数变化与P-V-T 关系为()P RT G P T G x ig ln ,=-，则x G 的状态应该为

A. T 和P 下纯理想气体

B. T 和零压的纯理想气体

C. T 和单位压力的纯理想气体 4. 对于一均相体系，V P T S T T S T ??? ??-??? ??????等于 A. 零 B. C P /C V C. R

D. P

V T V T P T ??? ????? ?????? 计算题 1. (a)分别用PR 方程和三参数对应态原理计算，312K 的丙烷饱和蒸汽的逸度（参考答案

1.06MPa ）；（b ）分别用PR 方程和三参数对应态原理计算312K ，7MPa 丙烷的逸度；(c)从饱和汽相的逸度计算312K ，7MPa 丙烷的逸度，设在1~7MPa 的压力范围内液体丙烷的比容为

2.06cm 3 g -1

，且为常数。

2. 压力是3MPa 的饱和蒸汽置于1000cm 3的容器

中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷

凝?(可忽视液体水的体积)

3. 证明状态方程RT b V P =-)(表达的流体的（a ）C P 与压力无关；(b)在一个等焓变化过程

中，温度是随压力的下降而上升。

第四章 流体混合物的热力学性质

是非题

1. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。

2. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。

3. 对于理想溶液的某一容量性质M ，则__i i M M =。

4. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积

之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。

5. 在常温、常压下，将10cm 3的液体水与20 cm 3的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm 3。

6. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑=

i i t M n M 。 7. 二元溶液的Henry 常数只与T 、P 有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry 常数则与T 、P 、

组成都有关。

8. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。

填空题

1. 某二元混合物的中组分的偏摩尔焓可表示为 2122222111x b a H x b a H +=+=和，则b 1 与 b 2的关系是 。

2. 等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系 。

3. 由混合物的逸度的表达式i

ig i i f RT G G ?ln +=知，ig i G 的状态为 。 4. 二元混合物的焓的表达式为 212211x x H x H x H α++=，则1H = ；

2H = 。

计算题

1. 设有一含20%（摩尔分数）A ，35%B 和45%C 的三元气体混合物。已知在体系压力6079.5kPa 及348.2K 下混合物中组分A ，B 和C 的逸度系数分别为0.7，0.6和0.9，试计算该混合物的逸度。

2. 在一定T ，P 下，二元混合物的焓为 2121x cx bx ax H ++= 其中，a =15000，b =20000，

c =-20000 单位均为J mol -1，求(a)21,H H ；（b ）∞∞2121,,,H H H H 。

3. 298.15K ， 若干NaCl(B )溶解于1kg 水(A )中形成的溶液的总体积的关系为

22/3119.0773.1625.1638.1001B B B t n n n V +++= (cm 3

)。求B n =0.5mol 时，水和NaCl 的偏摩尔B A V V ,。

第五章 化工过程的能量分析

是非题

1. 热温熵

Q T

即过程的熵变。 2. 系统熵增加的过程必为不可逆过程。

3. 对一个绝热不可逆过程，可以设计一个绝热可逆过程来计算其熵变化.

4. 功可以全部转变成热，但热一定不能全部转化为功。

5. 不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。

选择题

1. 理想气体流过节流阀，其参数变化为。

A ⊿T ＝ 0, ⊿S＝ 0

B ⊿T ＝ 0, ⊿S＞ 0

C ⊿T ≠ 0,⊿S＞ 0

D ⊿T ＝ 0, ⊿S＜ 0

2．（1）孤立体系的熵永远增加。

（2）在绝热的条件下，趋向平衡的过程中，体系的熵增加。

（3）孤立体系的熵永不减少。

（4）可用体系的熵函数的增加或不变来判断过程是否可逆。

上述表述中全部错误的是

A、(1)(4)；

B、(2)(4)；

C、(2)(3)；

D、(1)(2)

3．在△H＋g△Z＋0.5△u2=Q+W s中，如果u的单位用m/s,则H的单位为:

A 、J/s B、kJ/kg C、J/kg D、kJ/g

填空题

1. 理想功指体系的状态变化在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功。此处完全可逆是指：

（1）；

（2）。

2. 环境温度305K。已知空气的比热容为29.3kJ/（kmol·K）, 冷却45kmol/min的空气，从初始温度305K降低到278K所需的最小功率N min。

3. 假设环境温度T0＝25＋273.15＝298.15（K），并假定空气为理想气体。绝热节流膨胀，Q ＝0，△H＝0，△T＝0，如果空气绝热节流膨胀，从2100kPa降到100kPa不做任何功，过程的熵变为 kJ/（kmol·K）,若传热以及位能和动能变化均可忽略，此过程所产生的功损失为 kJ/kmol。

计算题

1. 试确定1kmol的蒸气（1470kPa，过热到538℃，环境温度t0=16℃）在流动过程中可能得到的最大功。

由过热水蒸气表查得初始态时的焓与熵分别为

H1=3543.34kJ/kg， S1=7.6584kJ/（kg·K）

由饱和水蒸气表可查得终态时水的焓与熵分别为

H2=67.18kJ/kg， S2=0.2389kJ/（kg·K）

2. 一冷冻机连续冷却一盐水溶液，使其温度有21℃降低到－7℃，热被排到温度为27℃的

大气中。确定冷冻机所需绝对最小功率，如果每小时冷却25m3盐水，必须放给大气多少热量？盐水的数据为：C P＝3.5kJ/（kg·K），ρ＝1150kg/m3。

3. 用液体输送泵，将温度为25℃的水，从0.1Mpa加压到1.0Mpa，进入锅炉去产生蒸汽，假设加压过程是绝热的，泵的实际效率相当于绝热可逆过程效率的0.6，求需要的功为多少？

4. 0.1013Mpa的饱和水蒸汽被绝热压缩至０.３Ｍpa，280℃，蒸汽流率为１０００Ｋg／h，环境温度25℃，计算: (１)压缩机的功率 (２)理想功和热力学效率

0.1013MPa饱和水蒸汽的焓值和熵值分别为:

H1=2676.1kJ·kg-1 S1=7.3549 kJ·kg-1·K-1。

0.3MPa和280℃过热蒸汽的焓值和熵值分别为:

H2=3028.6kJ·kg-1 S2=7.6299 kJ·kg-1·K-1

第六章蒸汽动力循环和制冷循环

选择题

1. 蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量一定制冷剂冷却和冷凝放出的热量

A 大于 B等于 C小于

3. 某蒸汽压缩制冷过程,制冷剂在２5０K吸收热量Q L,在３００K放出热量-Q H,压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的功为Ws，判断下列问题的性质。

(1). Q L =2000kJ Ws=400kJ

(2). Q L=1000kJ Q H=－1500kJ

(3). Ws=100kJ Q H=－700kJ

A可逆的 B 不可逆的 C 不可能的

4. 卡诺制冷循环的制冷系数与有关。

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

填空题

1. 为使冷库保持-20℃,需将419000kJ/h的热量排向环境，若环境温度T0=27℃，理想情况下每小时需要消耗的最小功为；排向大气的热量为。

2. 利用热泵从90℃的地热水中把热量传到160℃的热源中，每消耗1kw电功，热源最多能得到热量？

3. 影响朗肯循环效率的主要因素是：回热是指：

4．逆卡诺（Carnot）循环中，冷、热源温差越大，制冷系数。

5．蒸汽压缩制冷循环的制冷系数与有关，提高制冷系数的方法是：

6．评价蒸汽动力循环的经济性指标是

T

7．等熵效率的定义为：

8．节流膨胀的定义为： 计算题

1． 在25℃时，某气体的P-V-T 可表达为PV=RT +6.4×104P ，在25℃，30MPa 时将该气体进行节流膨胀，向膨胀后气体的温度上升还是下降？

2． 某蒸汽压缩制冷循环，制冷量Q 0为3×104kJ ·h -1，蒸发室温度为-15℃，冷凝器用水冷却，进口为8℃。若供给冷凝器的冷却水量无限大时，计算制冷循环消耗的最小功为多少？如果冷凝器用室温（25℃）空气冷却时，其消耗的最小功又是多少？

3. 实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程，为何采用节流阀而不用膨胀机？如果用膨胀机，请在T —S 图上标出哪些面积代表膨胀机回收的功？ 第七章 相平衡 是非题 1. 在一定温度T (但T

中，只给定了温度T ，不可能唯一地确定P 和V 。

2. 在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。

3. 由（1），（2）两组分组成的二元混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成

分别为11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平

衡，此时汽、液相的组成分别为'1'1,y x ，则1'1

x x >和1'1y y >。 4. 在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，若温度一定，

则体系的压力，随着1x 的增大而增大。

5. 理想系统的汽液平衡K i 等于1。

6. 对于理想体系，汽液平衡常数K i (=y i /x i )，只与T 、P 有关，而与组成无关。

7. 对于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1。

8. virial 方程RT

BP Z +=1结合一定的混合法则后，也能作为EOS 法计算汽液平衡的模型。 选择题

1．欲找到活度系数与组成的关系，已有下列二元体系的活度系数表达式，βα,为常数，请

决定每一组的可接受性 。

A 2211;x x βγαγ==

B 12211;1x x βγαγ+=+=

C 1221ln ;ln x x βγαγ==

D 212221ln ;ln x x βγαγ==

2．汽液平衡关系l i

v i f f ??=的适用的条件 A 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相 C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体

3．汽液平衡关系s i i i Py P x =的适用的条件

A 无限制条件

B 低压条件下的非理想液相

C 理想气体和理想溶液

D 理想溶液和非理想气体

4．二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 。

A 0.9097

B 0.89827

C 0.8979

D 0.9092 计算题

1. 在常压和25℃时，测得059.01=x 的异丙醇(1)-苯(2)溶液的汽相分压（异丙醇的）是

1720Pa 。已知25℃时异丙醇和苯的饱和蒸汽压分别是5866和13252Pa 。(a)求液相异丙醇的活度系数（对称归一化）；(b)求该溶液的E G 。

2. A-B 混合物在80℃的汽液平衡数据表明，在0

且B 的分压可表示为 B B x p 66.66= (kPa)。另已知两组分的饱和蒸汽压为 33.33,32.133==s B s A P P (kPa)，求80℃和x B =0.01时的平衡压力和汽相组成；若该液相是理想溶液，汽相是理想气体，再求80℃和x B =0.01时的平衡压力和汽相组成。

3． 设在25℃下含有组分1和组分2的某二元体系，处于气液液三相平衡状态，分析两个平衡的液相（α和β相）组成为

20.05a x =， 10.05x β=

已知两个纯组分的蒸汽压为

165.86sat p kPa = ， 275.99sat p kPa =

试合理假设后确定下各项数值：

（1） 组分1，2在平衡的β和α相中的活度系数1βγ和2α

γ；

（2） 平衡压力p ；

（3） 平衡气相组成y 1 第十章 化学反应平衡

是非题

1. 化学平衡常数在低压下可以视为一个仅与温度有关的常数；而在高压下，T 和p 应该对化学平衡常数均有影响。

2． 很明显，反应物的浓度或压力可以使化学平衡移动，所以就可以改变平衡常数。

3． 化学反应的0G ?是该反应进行方向的判据。

4． 若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化0H ?为正值

5． 无论在T ，p 一定，或U ，V 一定，或T ，V 一定条件下，对于封闭系统的平衡状态，总

是有G 为极小值。

6． 改变反应温度，不但可以使化学平衡移动，而且可以改变平衡常数。

7． 化学反应的0G ?是该反应在标准状态下进行方向的判据。当化学反应Gibbs 函数的变化大于零，则该反应是不可能进行的。

填空题

1. 对于理想气体的化学反应：24225C H H O

C H OH +，在145℃下，当压力为1bar 时的平衡常数K a =6.82×10-2，145℃和10bar 下的平衡常数为：

2. 对于理想气相反应A B C +，在200℃和2bar 时，K a =15，求（1）按反应物化学计量的化学反应平衡转化率，（2）按1molA ，1molB 和1mol 惰性组分的平衡转化率。

3. 在化学平衡常数计算中，气相组分、液相组分、固相组分所取的标准状态是什么？

4. 若系统发生了两个反应

4223CH H O

CO H ++ 422224CH H O

CO H ++ 初始时系统中只有2molCH 4和3molH 2O ，用两个反应进度1ε和2ε来表达平衡组成为：

5. 化学平衡条件是：

6. 反应进度的变化量△ε＝1的含义是：

计算题

1. 已知在35℃，101.325kPa 下达到平衡时N 2O 4变为NO 2的解离分率为0.27，此条件下气体可当作理想气体处理。

（1） 试求该气相反应的平衡常数K ；

（2） 计算在35℃，13.33kPa 下达到平衡时的反应进度e ε；

（3） 已知温度为318K 和298K 时，N 2O 4解离的平衡常数分别为0.664和0.141，试计

算在此温度范围内的平均反应热。

2. 设已知甲醇可以由CO 加H 2按下列反应制取 23()2()()CO g H g CH OH g +→

且反应是在400K ，101.325kPa 下进行的。通过分析，从反应器得到的平衡气相产品中，H 2的含量为40%（摩尔百分数）。

（1） 假设为理想气体，试确定平衡产品中CO 与CH 3OH 的组成；

（2） 如果反应在500K ，101.325kPa 下进行，初始物料与（1）相同，能否希望平衡

产物中的H 2的组成大于或小于40%？（设气体为理想气体。）

已知：上述反应在400K 时K=1.52，94.54H

kJ Θ?=-。

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)

化工热力学考试复习题

化工热力学标准化作业一 一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因） 1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 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。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零， 7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。 8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。 9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。 10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。 二、填空题 1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。 2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。 3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。

4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T图上是______的（重叠／分开），而在p-Ｖ图上是______的（重叠／分开）；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___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。 5、正丁烷的偏心因子ω=，临界压力p c=时，则在T r=时的蒸汽压为___________MPa。 6*、状态方程通常分为三类，分别是__________，__________，__________。7*、在状态方程的分类中，RK方程属于__________，virial方程属于__________。 8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是p=RT/(V －b)－a/V2，RK方程的形式为____________________。 三、计算题 1、将1mol甲烷压缩贮于容积为，温度为的钢瓶内，问此甲烷产生的压力有多大分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。已知甲烷的临界参数为T c=，p c=。RK方程中a=，b= RT c/p c。 解： 2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内，钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。已知氨的临界常数为T c=，p c=,V c=mol，ω=。RK方程中a=，b= RT c/p c。Virial方程中B(0)=－；B(1)=－。 解： 3、试分别用下列三种方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。(1) 用理想

化工热力学习题集(附答案)复习 (1)

模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） 本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表： 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 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.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.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（） 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. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s 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（ ） 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（ ） 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 ( ) （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 ( ) （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 ( ). 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. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质

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 ，

化学工程与工艺专业《化工热力学》模拟考试考题A(答案)

华东理工大学20 -20 学年第 学期 《化工热力学》课程模拟考试试卷 A (答案) 开课学院：化工学院，专业：化学工程与工艺 考试形式：闭卷，所需时间： 120分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 1．当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 ( × ) 2．纯物质的三相点随着所处压力的不同而改变。 ( × ) 3．用一个相当精确的状态方程，就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。 ( × ) 4．气体混合物的V irial 系数，如B ，C ，…，是温度和组成的函数。 ( √ ) 5．在一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。( √ ) 6．对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。 ( × ) 7．在二元系统的汽液平衡中, 若组分1是轻组分，组分2是重组分，若温度一定，则系统的压力随着1x 的增大而增大。 ( × ) 8．偏摩尔焓的定义可表示为()[] [],,,,j i j i i i i T p n T p n nH H H n x ????? ?== ??? ??????。 ( × ) 9．Gibbs-Duhem 方程可以用来检验热力学实验数据的一致性。 ( √ ) 10．自然界一切实际过程总能量守恒，有效能无损失。 ( × ) 11．能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。( × ) 12．当化学反应达到平衡时，反应的Gibbs 自由焓变化值G ?等于零。 ( √ ) 二、单项选择题（共20分，每小题2分） 1．指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则物质的状态为：（ D ） (A) 饱和蒸汽； (B) 超临界流体； (C) 压缩液体； (D) 过热蒸汽 2．单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列哪个因素有关（ C ）。 (A) 理想功； (B) 有效能； (C) 损耗功； (D) 环境温度

化工热力学习题集(附标准答案)

化工热力学习题集(附标准答案)

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模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） 本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表： 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. 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()1 s 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。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案

化工热力学复习题及答案

第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 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。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、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. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 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. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）

化工热力学习题集(附答案)

模拟题一 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（ ） 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. 0.7lg()1s 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（ ） 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（ ） 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 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。

化工热力学第一章 习题解答

第一章习题解答 一、问答题： 1-1化工热力学与哪些学科相邻？化工热力学与物理化学中的化学热力学有哪些异同点？ 【参考答案】：高等数学、物理化学是化工热力学的基础，而化工热力学又是《化工原理》、《化工设计》、《反应工程》、《化工分离过程》等课程的基础和指导。化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础。化工热力学与化学热力学的共同点为：两者都是利用热力学第一、第二定律解决问题；区别在于：化学热力学的处理对象是理想气体、理想溶液、封闭体系；而化工热力学面对的是实际气体、实际溶液、流动体系，因此化工热力学要比化学热力学要复杂得多。 1-2化工热力学在化学工程与工艺专业知识构成中居于什么位置？ 【参考答案】：化工热力学与其它化学工程分支学科间的关系如下图所示，可以看出，化工热力学在化学工程中有极其重要的作用。 1-3化工热力学有些什么实际应用？请举例说明。 【参考答案】： ①确定化学反应发生的可能性及其方向，确定反应平衡条件和平衡时体系的状态。（可行性分析）

②描述能量转换的规律，确定某种能量向目标能量转换的最大效率。（能量有效利用） ③描述物态变化的规律和状态性质。 ④确定相变发生的可能性及其方向，确定相平衡条件和相平衡时体系的状态。 ⑤通过模拟计算，得到最优操作条件，代替耗费巨大的中间试验。 化工热力学最直接的应用就是精馏塔的设计：1）汽液平衡线是确定精馏塔理论板数的依据，可以说没有化工热力学的汽液平衡数据就没有精馏塔的设计；2）精馏塔再沸器提供的热量离不开化工热力学的焓的数据。由此可见，化工热力学在既涉及到相平衡问题又涉及到能量有效利用的分离过程中有着举足轻重的作用。 1-4化工热力学能为目前全世界提倡的“节能减排”做些什么？ 【参考答案】：化工热力学是化学工程的一个重要分支，它的最根本任务就是利用热力学第一、第二定律给出物质和能量的最大利用极限，有效地降低生产能耗，减少污染。因此毫不夸张地说：化工热力学就是为节能减排而生的！ 1-5化工热力学的研究特点是什么？ 【参考答案】：化工热力学的研究特点： (1)从局部的实验数据加半经验模型来推算系统完整的信息； (2)从常温常压的物性数据来推算苛刻条件下的性质； (3)从容易获得的物性数据（p、V、T、x）来推算较难测定或不可测试 的数据（y，H，S，G）； (4)从纯物质的性质利用混合规则求取混合物的性质； (5)以理想态为标准态加上校正，求取真实物质的性质。 其中最大的特点是将实际过程变成理想模型加校正的处理问题方法。

化工热力学考试题目三

化工热力学考试题目3 一、选择题 1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ） 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（ ）。 A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽 3、超临界流体是下列（ ）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. 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（ ） 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（ ） 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、分) ,400K 的2N 1kmol 体积约为（ ） A 3326L B 332.6L C 3.326L D 3 m 8、下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是（ ） A K kmol m Pa ???/10314.83 3 B kmol K C K atm cm /3 ? D K 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（ ）。 A. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定 10、对理想气体有（ ）。 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 ． dH = TdS + Vdp B ．dH = SdT + Vdp C ． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp

化工热力学复习题

第二章 四、计算题 1. 在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4Jg -1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cm 3 g -1，且0℃时水 的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa 和2508Jg -1，请由此估计水的三相点数据。 解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。 对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K ，101325Pa ；并能计算其斜率是 7103453.1?-=??=fus m fus m V T H dT dP PaK -1 熔化曲线方程是()15.273103453.11013257-?-=T P m 对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15K ，610.62Pa ；也能计算其斜率是 4688.262 .61015 .273314.815.2732508 =?? =?≈??=sv b vap vap b vap s V T H V T H dT dP PaK -1 汽化曲线方程是()15.2734688.262.610-+=T P s 解两直线的交点，得三相点的数据是：09.615=t P Pa ，1575.273=t T K 2. 试由饱和蒸汽压方程（见附录A-2），在合适的假设下估算水在25℃时的汽化焓。 解： dT P d RT H RT H T RZ H T Z R H dT P d s vap vap vap vap vap vap s ln ln 2 2 2 2=→≈== ?????低压下 由Antoine 方程()2 ln ln T C B dT P d T C B A P s s +=+- =得 查附录C-2得水和Antoine 常数是47.45,36.3826-==C B 故 () 84.44291115.29847.4536.3826314.812 2 22 =?? ? ??+-?= ?? ? ??+= += T C RB RT T C B H vap ?Jmol -1 六、证明题 1. 由式2-29知，流体的Boyle 曲线是关于0=??? ????T P Z 的点的轨迹。证明vdW 流体的Boyle 曲线是 ()0222=+--ab abV V bRT a 证明：001=??? ????+=????? ??? ??? ? ??? ????+= ??? ????T T T V P V P V P P V RT P Z 得由 由vdW 方程得

化工热力学习题集-周彩荣

《化工热力学》习题集 郑州大学化工学院 周彩荣 2008.12.

第二章 流体的p-V-T 关系和状态方程 一、问答题： 2-1为什么要研究流体的pVT 关系？ 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。 2-3 要满足什么条件，气体才能液化？ 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？ 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？ 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？ 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。 2-8总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。 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？ 2-10状态方程主要有哪些类型？ 如何选择使用？ 请给学过的状态方程之精度排个序。 二、计算题：（说明：凡是题目中没有特别注明使用什么状态方程的， 你可以选择你认为最适宜的方程，并给出理由） 2-1. 将van der Waals 方程化成维里方程式；并导出van der Waals 方程常数a 、b 表示的第二维里 系数B 的函数表达式 2-2. 维里方程可以表达成以下两种形式。 21(pV B C Z RT V V = =+++……1) 21''(2pV Z B p C p RT ==+++……) 请证明：'B B RT = 2'2 ()C B C RT ?= 2-3. 某反应器容积为，内装有温度为的乙醇45。现请你试用以下三种 方法求取该反应器的压力，并与实验值（2.75）比较误差。 （1）用理想气体方程；；（2）用RK 方程；（3）用普遍化状态方程。 31.213m 0 227C .40kg MPa 2-4. 容积1m 3的贮气罐，其安全工作压力为100atm ，内装甲烷100kg ，问： 1）当夏天来临，如果当地最高温度为40℃时，贮气罐是否会爆炸？（本题用RK 方程计算）

化工热力学试题

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 ∑=

化工热力学复习题.doc

化工热力学复习题 一、填空题 1、与环境之间无物质传递的系统成为____________，它又可以分为___________和____________________。与环境之间有物质传递的系统称为_______________。与环境之间既无物质又无能量传递的系统称为______________。（P3） 2、按应用对象的差异，我们将应用部分划分为__________________、____________________和_____________________________。（P4） 3、热力学性质的表达主要有_______、_________和_____________三种形式。（P4） 4、流体的性质有_________________和__________________之分。（P5） 5、状态函数的特点是______________________________________________。（P6） 6、1Mpa=_____Pa=___bar=_____________atm=_______________mmHg。（P8） 7、普适气体常数R=______MPa·cm3·mol-1·K-1=_______bar·cm3·mol-1·K-1 =_________J·mol-1·K-1=_________cal·mol-1·K-1。（P8） 8、状态方程可以___________________________、_______________________和_____________________。（P12） 9、纯物质在一定温度（

化工热力学英文习题

Michigan State University DEPARTMENT OF CHEMICAL ENGINEERING AND MATERIAL SCIENCE ChE 821: Advanced Thermodynamics Fall 2008 1. (30) A thermodynamicist is attempting to model the process of balloon inflation by assuming that the elastic casing behaves like a spring opposing the expansion (see below). The model assumes that the piston/cylinder is adiabatic. As air (following the ideal gas law) is admitted, the spring is compressed. The pressure on the spring side of the piston is zero, so that the spring provides the only force opposing movement of the piston. The pressure in the tank is related to the gas volume by Hooke’s law P ? P i = k (V – V i ) where k = 1E-5 MPa/cm 3, P i = 0.1 MPa, T i = 300K, and V i = 3000 cm 3, Cv = 20.9 J/mol K, independent of temperature, and the reservoir is at 0.7 MPa and 300K. Provide the balances needed to determine the gas temperature in the cylinder at volume V = 4000cm 3. Perform all integrations. Do not calculate the gas temperature, but provide all equations and parameter values to demonstrate that you could determine the gas temperature. 2. (30) Consider two air tanks at the initial conditions shown below. We wish to obtain work from them by exchanging heat and mass between the tanks. No gas may be vented to the atmosphere, and no heat may be exchanged with the atmosphere. Reversible devices may be used to connect the two tanks. Provide the balances necessary to calculate the maximum work that may be obtained. Perform all integrations. Do not calculate the work value, but provide all equations and parameter values to demonstrate that you could determine the work value. C p = 29.3 J/molK. Use the ideal gas law. Tank A 400 K 5 bar 6 m 3 Tank B 200 K 0.1 bar 10 m 3