化工熱力學復習題及答案

1、化工熱力學課程模擬考試試卷 A 開課學院：化工學院，專業(yè)：材料化學工程 考試形式： ，所需時間： 分鐘考生姓名： 學號： 班級： 任課教師： 題 序一二三總分1234512得 分評卷人一、基本概念題(共40分，每小題2分(選擇、填空與判斷題，判斷題對的寫T，錯的寫F1理想氣體的壓縮因子，但由于分子間相互作用力的存在，實際氣體的壓縮因子 。(A 小于1 (B 大于1 (C 可能小于1也可能大于1 (D 說不清楚2甲烷，處在時，甲烷的壓力為 。(A 15.33MPa (B 2.7594 MPa； (C 1.3797 MPa (D 1.1746 MPa3關于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是 。

2、(A 可以解決由于實驗的p-V-T數(shù)據(jù)有限無法全面了解流體p-V-T行為的問題。(B 可以解決實驗的p-V-T數(shù)據(jù)精確度不高的問題。 (C 可以從容易獲得的物性數(shù)據(jù)(p、V、T、x來推算較難測定的數(shù)據(jù)(H，U，S，G。(D 可以解決由于p-V-T數(shù)據(jù)離散不便于求導和積分，無法獲得數(shù)據(jù)點以外的p-V-T的問題。4對于流體混合物，下面式子錯誤的是 。(A (B(C 理想溶液的， (D 理想溶液的， 5剩余性質的概念是表示什么差別的 。(A 真實溶液與理想溶液 (B 理想氣體與真實氣體(C 濃度與活度 (D 壓力與逸度 6純物質在臨界點處的狀態(tài)，通常都是 。(A 氣體狀態(tài) (B 液體狀態(tài)(C 固體狀

3、態(tài) (D 氣液不分狀態(tài)7關于化工熱力學研究內容，下列說法中不正確的是( 。(A 判斷新工藝的可行性 (B 反應速率預測(C 化工過程能量分析 (D 相平衡研究8對單位質量，定組成的均相流體系統(tǒng)，在非流動條件下有 。(A (B (C (D 9對1mol符合Van der Waals狀態(tài)方程的氣體，有 。(A (B (C (D 10汽液平衡關系的適用的條件_ _。(A 無限制條件 (B 低壓條件下的非理想液相(C 理想氣體和理想溶液 (D 理想溶液和非理想氣體11在條件下，高分子溶液中溶劑的熱力學性質為零的是 。(A 過量偏摩爾混合熱 (B 過量偏摩爾混合熱(C 過量化學位 (D 過量偏摩爾熱力學

4、能12在條件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用參數(shù)為 。(A >0 (B <0(C =0 (D =1/213當物體的溫度大于其臨界溫度、壓力大于其臨界壓力時，該物體所處的狀態(tài)稱為超臨界流體。 ( 14若忽略動能或位能的變化，穩(wěn)流過程的能量平衡式為：，則該式對可逆與不可逆過程均適用。 ( 15工程上，制冷循環(huán)的實際軸功可按下式計算：。 ( 16對絕熱混合過程，物系熵變。 ( 17物系狀態(tài)變化時所具有的最大作功能力稱為理想功，它的數(shù)值大小與環(huán)境狀態(tài)無關。 ( 18理想溶液 ， 。19對二元溶液，溶液性質M與其組份的偏摩爾性質和之間的關系為 。20節(jié)流過程為 過程。可逆絕

5、熱壓縮（膨脹）過程為 過程。二、計算題(50分，共5小題，每小題10分1試用普遍化Virial方程計算丙烷氣體在378K、0.507MPa下的剩余焓和剩余熵。已知丙烷的物性參數(shù)為：、。剩余焓與剩余熵的計算公式為：；其中：； ，、分別為對比溫度和對比壓力。2在473K、5MPa下二元氣體混合物的逸度系數(shù)滿足下列關系：，式中，為組分1和組分2的摩爾分率，試求、的表達式，并求出當時的、各為多少？已知：。3已知環(huán)己烷(1苯酚(2二元系統(tǒng)在144的氣液平衡形成恒沸物，恒沸物組成。已知144時物質的飽和蒸氣壓，。該溶液的過量Gibbs函數(shù)與組成的關系為，其中B僅是溫度的函數(shù)。求該二元系在時的平衡壓力及氣相

6、組成，假設氣相近似為理想氣體。已知：活度系數(shù)與過量偏摩爾Gibbs函數(shù)之間的關系為；汽液相平衡關系符合關系式。題二、4小題附圖4 某冷凍裝置每小時必需獲得冷凍量 ，它采用氨蒸汽壓縮制冷循環(huán)。該循環(huán)的運行如下圖所示，并已知各關鍵點的焓值為 ， ， ，試求該制冷循環(huán)中每 氨的冷凍能力 ，氨的循環(huán)速率 ，壓縮機所需的功 ，制冷系數(shù) 。已知制冷系數(shù)為 5在溫度308K下的PS-環(huán)己烷溶劑，當溶液濃度為，其滲透壓為4.3Pa，試根據(jù)Flory-Huggins溶液理論求此溶液的第二Virial系數(shù)、Flory-Huggins相互作用參數(shù)、PS的和PS的分子量。已知Virial方程為，相互作用參數(shù)與溶解度參

7、數(shù)的關系為，環(huán)己烷的摩爾體積為。三、簡答題(10分，每小題5分何為高分子理想溶液？試比較小分子理想溶液與高分子理想溶液的不同點。可用Flory-Huggins相互作用參數(shù)和第二Virial系數(shù)來判斷溶劑優(yōu)劣試問它們分別為何值時，溶劑是高分子化合物的良溶劑、溶劑、非溶劑以及高分子在上述三種溶液中的熱力學特征和形態(tài)是怎樣的?化工熱力學課程模擬考試試卷 A(答案 開課學院：化工學院，專業(yè)：材料化學工程 考試形式： ，所需時間： 分鐘考生姓名： 學號： 班級： 任課教師： 題 序一二三總分1234512得 分評卷人一、基本概念題(共40分，每小題2分(選擇、填空與判斷題，判斷題對的寫T，錯的寫F1理想

8、氣體的壓縮因子，但由于分子間相互作用力的存在，實際氣體的壓縮因子 (C 。(A 小于1 (B 大于1 (C 可能小于1也可能大于1 (D 說不清楚2甲烷，處在時，甲烷的壓力為 (C 。(A 15.33MPa (B 2.7594 MPa； (C 1.3797 MPa (D 1.1746 MPa3關于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是 (B 。(A 可以解決由于實驗的p-V-T數(shù)據(jù)有限無法全面了解流體p-V-T行為的問題。(B 可以解決實驗的p-V-T數(shù)據(jù)精確度不高的問題。 (C 可以從容易獲得的物性數(shù)據(jù)(p、V、T、x來推算較難測定的數(shù)據(jù)(H，U，S，G。(D 可以解決由于p-V-T數(shù)據(jù)離散

9、不便于求導和積分，無法獲得數(shù)據(jù)點以外的p-V-T的問題。4對于流體混合物，下面式子錯誤的是 (D 。(A (B(C 理想溶液的， (D 理想溶液的， 5剩余性質的概念是表示什么差別的 (B 。(A 真實溶液與理想溶液 (B 理想氣體與真實氣體(C 濃度與活度 (D 壓力與逸度 6純物質在臨界點處的狀態(tài)，通常都是 (D 。(A 氣體狀態(tài) (B 液體狀態(tài)(C 固體狀態(tài) (D 氣液不分狀態(tài)7關于化工熱力學研究內容，下列說法中不正確的是( B 。(A 判斷新工藝的可行性 (B 反應速率預測(C 化工過程能量分析 (D 相平衡研究8對單位質量，定組成的均相流體系統(tǒng)，在非流動條件下有 (A 。(A (B

10、(C (D 9對1mol符合Van der Waals狀態(tài)方程的氣體，有 (A 。(A (B (C (D 10汽液平衡關系的適用的條件_(B _。(A 無限制條件 (B 低壓條件下的非理想液相(C 理想氣體和理想溶液 (D 理想溶液和非理想氣體11在條件下，高分子溶液中溶劑的熱力學性質為零的是 (C 。(A 過量偏摩爾混合熱 (B 過量偏摩爾混合熱(C 過量化學位 (D 過量偏摩爾熱力學能12在條件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用參數(shù)為 (D 。(A >0 (B <0(C =0 (D =1/213當物體的溫度大于其臨界溫度、壓力大于其臨界壓力時，該物體所處的狀態(tài)稱

11、為超臨界流體。 ( T 14若忽略動能或位能的變化，穩(wěn)流過程的能量平衡式為：，則該式對可逆與不可逆過程均適用。 ( T 15工程上，制冷循環(huán)的實際軸功可按下式計算：。 ( F 16對絕熱混合過程，物系熵變。 ( T 17物系狀態(tài)變化時所具有的最大作功能力稱為理想功，它的數(shù)值大小與環(huán)境狀態(tài)無關。 ( F 18理想溶液 1 ， 。19對二元溶液，溶液性質M與其組份的偏摩爾性質和之間的關系為 。20節(jié)流過程為 等焓 過程?？赡娼^熱壓縮（膨脹）過程為 等熵 過程。二、計算題(50分，共5小題，每小題10分1試用普遍化Virial方程計算丙烷氣體在378K、0.507MPa下的剩余焓和剩余熵。已知丙烷的

12、物性參數(shù)為：、。剩余焓與剩余熵的計算公式為：；其中：； ，、分別為對比溫度和對比壓力。解：，2在473K、5MPa下二元氣體混合物的逸度系數(shù)滿足下列關系：，式中，為組分1和組分2的摩爾分率，試求、的表達式，并求出當時的、各為多少？已知：。解：，則：，又，因此，當p=5MPa，時，3已知環(huán)己烷(1苯酚(2二元系統(tǒng)在144的氣液平衡形成恒沸物，恒沸物組成。已知144時物質的飽和蒸氣壓，。該溶液的過量Gibbs函數(shù)與組成的關系為，其中B僅是溫度的函數(shù)。求該二元系在時的平衡壓力及氣相組成，假設氣相近似為理想氣體。已知：活度系數(shù)與過量偏摩爾Gibbs函數(shù)之間的關系為；汽液相平衡關系符合關系式。解：，則：

13、，由氣液相平衡關系及恒沸點關系知：，代入數(shù)據(jù)得：，解得當，；同理，題二、4小題附圖4 某冷凍裝置每小時必需獲得冷凍量 ，它采用氨蒸汽壓縮制冷循環(huán)。該循環(huán)的運行如下圖所示，并已知各關鍵點的焓值為 ， ， ，試求該制冷循環(huán)中每 氨的冷凍能力 ，氨的循環(huán)速率 ，壓縮機所需的功 ，制冷系數(shù) 。已知制冷系數(shù)為 解：5在溫度308K下的PS-環(huán)己烷溶劑，當溶液濃度為，其滲透壓為4.3Pa，試根據(jù)Flory-Huggins溶液理論求此溶液的第二Virial系數(shù)、Flory-Huggins相互作用參數(shù)、PS的和PS的分子量。已知Virial方程為，相互作用參數(shù)與溶解度參數(shù)的關系為，環(huán)己烷的摩爾體積為。解：，因為環(huán)己烷是PS的溶劑，因此，。根據(jù)，已知，而，因此三、簡答題(10分，每小題5分：何為高分子理想溶液？試比較小分子理想溶液與高分子理想溶液的不同點。解答：在溫度下，高分子溶液的過量化學位為零，是高分子理想溶液。亦即溶液的情況，此時高分子“鏈段