熱力學(xué)練習(xí)題2

1、熱力學(xué)練習(xí)題2一選擇題蒸汽壓縮制冷循環(huán)過(guò)程中，制冷劑蒸發(fā)吸收的熱量一定制冷劑冷卻和冷凝放出的熱量大于等于小于卡諾制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與有關(guān)。制冷劑的性質(zhì)制冷劑的工作溫度制冷劑的循環(huán)速率壓縮機(jī)的功率3汽液平衡關(guān)系f1的適用的條件（）無(wú)限制條件低壓條件下的非理想液相理想氣體和理想溶液理想溶液和非理想氣體4汽液平衡關(guān)系黑化的適用的條件（）無(wú)限制條件低壓條件下的非理想液相理想氣體和理想溶液理想溶液和非理想氣體5汽液平衡關(guān)系代Ph的適用的條件（）無(wú)限制條件低壓條件下的非理想液相理想氣體和理想溶液理想溶液和非理想氣體6汽液平衡關(guān)系代P込的適用的條件（）無(wú)限制條件低壓條件下的非理想液相理想氣體和理想溶液理想溶

2、液和非理想氣體。7卡關(guān)于化工熱力學(xué)應(yīng)用的下列說(shuō)法中不正確的是B可以判斷新工藝、新方法的可行性預(yù)測(cè)反應(yīng)的速率通過(guò)熱力學(xué)模型，用易測(cè)得數(shù)據(jù)推算難測(cè)數(shù)據(jù)；用少量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推算大量有用數(shù)據(jù)相平衡數(shù)據(jù)是分離技術(shù)及分離設(shè)備開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)TOC o 1-5 h z超臨界流體存在的條件是A高于T和高于pB.高于T和低于pccccC.低于T和高于pD.低于T和低于pcccc對(duì)應(yīng)態(tài)原理認(rèn)為，在相同的對(duì)比態(tài)下，所有物質(zhì)表現(xiàn)出相同的性質(zhì)。即D若V,p相同，貝V相同B.若T,Z相同，則V相同rrrrrC.若p,相同，則V相同D.若T,p相同，則V相同汽液平衡計(jì)算方程式pyxps適用于Biiii汽液相均為理想體系汽相

3、為理想體系且液相為非理想體系汽液兩相均為非理想體系11.12.13.nUA.ni1nS,nV,njjiGC.niiT,p,n汽相非理想體系且液相為理想體系以下4個(gè)偏導(dǎo)數(shù)中，表示偏摩爾性質(zhì)的是nHB.ni1nS,p,n準(zhǔn)nAD.ni1nV絕熱可逆膨脹過(guò)程線在T-S圖上是B平行于橫坐標(biāo)的直線B.平行于縱坐標(biāo)的直線C.沿等焓線變化的D.沿等干度線變化的關(guān)于理想溶液的各種表達(dá)中錯(cuò)誤的是D分子結(jié)構(gòu)相似，大小一樣；分子間的作用力相同；混合時(shí)沒(méi)有熱量和體積變化在全濃度范圍內(nèi)，每個(gè)組分均遵守Lewis-Randall定則fidf0 xTOC o 1-5 h ziiiH,G,V均為零對(duì)理想溶液具有負(fù)偏差的體系中

4、，各組分活度系數(shù).Di1B.=0C.=1D.1氣體經(jīng)過(guò)穩(wěn)流絕熱過(guò)程，對(duì)外作功，如忽略動(dòng)能和位能變化，無(wú)摩擦損失則此過(guò)程氣體焓值BA.增加B.減少C.不變D.不能確定則也是增加的也是減少的但是增加的不可逆過(guò)程中孤立體系的D總熵是增加的，總熵是減少的總熵是減少的，總熵是增加的，但是減少的關(guān)于做功和加熱本領(lǐng)的描述，不正確的是CA.壓力相同，過(guò)熱蒸汽的做功本領(lǐng)比飽和蒸汽大溫度相同，高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低壓蒸汽強(qiáng)溫度相同，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強(qiáng)放出的熱相同，高溫高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低溫低壓蒸汽的大對(duì)同一朗肯循環(huán)裝置，在絕熱條件下如果提高汽輪機(jī)入口蒸汽壓力，而溫度等其余條件不變，則其熱效率AA.有

5、所提高，乏氣干度下降B.不變，乏氣干度增加C.有所提高，乏氣干度增加D.熱效率和干度都不變關(guān)于制冷原理，以下說(shuō)法不正確的是DA.任何氣體，經(jīng)等熵膨脹后，溫度都會(huì)下降只有當(dāng)j0，經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度才會(huì)降低在相同初態(tài)下，等熵膨脹溫度下降比節(jié)流膨脹溫度下降的多任何氣體，經(jīng)節(jié)流膨脹后，溫度都會(huì)下降吸收式制冷循環(huán)中解吸器，換熱器，吸收器和泵這一系統(tǒng)的作用相當(dāng)于蒸汽壓縮制冷循環(huán)的CA.節(jié)流閥B.膨脹機(jī)C.壓縮機(jī)D.蒸發(fā)器關(guān)于化工熱力學(xué)研究特點(diǎn)的下列說(shuō)法中不正確的是B研究體系為實(shí)際狀態(tài)解釋微觀本質(zhì)及其產(chǎn)生某種現(xiàn)象的內(nèi)部原因處理方法為以理想態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)加上校正應(yīng)用領(lǐng)域是解決工廠中的能量利用和平衡問(wèn)題Pitz

6、er提出的由偏心因子計(jì)算第二維里系數(shù)的普遍化關(guān)系式是CA.BBoBiB.BBoBiBpC.cBoBiRTc23.下列關(guān)于GE關(guān)系式正確的是A.GeRT!InxiiC.GeRT!In下列偏摩爾自由焓表達(dá)式中，錯(cuò)誤的是A.GiigC.G11T,p,n體系從同一初態(tài)到同一終態(tài)BpD.cBoBiRTcCB.GeRTlnaiiD.GeRXlnxiiDB.dGVdpSdTiiigD.G11T,nV,n.i經(jīng)歷二個(gè)不同過(guò)程，一為可逆過(guò)程，一為不可逆過(guò)程，此二過(guò)程環(huán)境熵變關(guān)系為A.（環(huán)）可逆（環(huán)）不可逆C.（環(huán)）可逆=（環(huán)）不可逆D.（環(huán)）可逆=0混合氣體的第二維里系數(shù)是A.T和p的函數(shù)C.T和組成的函數(shù)iq

7、衡算的依據(jù)是HA.熱力學(xué)第一定律C.熱力學(xué)第三定律CB.僅為T的函數(shù)D.p和組成的函數(shù)D熱力學(xué)第二定律D.熱力學(xué)第一、二定律混合物的逸度與純組分逸度之間的關(guān)系是CA.fxfiiB.ffiC.InfxlnfD.InfxInf0ixii在T-S圖上，絕熱可逆過(guò)程工質(zhì)的狀態(tài)總是沿著下列哪條線進(jìn)行的BA.等焓線B.等熵線C.等干度線D.等壓線理想功實(shí)現(xiàn)的條件為BA.完全不可逆B.完全可逆C.部分可逆D.部分不可逆氣體真空節(jié)流膨脹產(chǎn)生冷效應(yīng)時(shí)的微分節(jié)流系數(shù)是BC.0D.不確定JBC.等溫D.等壓A.0B.0JJ可逆絕熱膨脹過(guò)程的特征是A.等焓B.等熵熵產(chǎn)是由于下列哪種原因而引起的B.體系與外界功的交換D

8、.體系與外界的物質(zhì)交換A.體系與環(huán)境之間的熱量交換體系內(nèi)部的不可逆性狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)是：狀態(tài)函數(shù)的變化與途徑無(wú)關(guān)，僅決定于初、終態(tài)。單相區(qū)的純物質(zhì)和定組成混合物的自由度數(shù)目分別是2和2。純物質(zhì)的臨界等溫線在臨界點(diǎn)的斜率和曲率均為零，數(shù)學(xué)上可以表示為O吐C點(diǎn)口P/20禮點(diǎn)對(duì)于純物質(zhì)，一定溫度下的泡點(diǎn)壓力與露點(diǎn)壓力相同的（相同/不同）；一定溫度下的泡點(diǎn)與露點(diǎn)，在P-T圖上是重疊的（重疊/分開(kāi)），而在P-V圖上是分開(kāi)的（重疊/分開(kāi)）,泡點(diǎn)的軌跡稱為飽和液相線,露點(diǎn)的軌跡稱為飽和汽相線,飽和汽、液相線與三相線所包圍的區(qū)域稱為汽液共存區(qū)。純物質(zhì)汽液平衡時(shí)，壓力稱為蒸汽壓，溫度稱為沸點(diǎn)。簡(jiǎn)述對(duì)應(yīng)態(tài)原理在對(duì)比

9、狀態(tài)下，物質(zhì)的對(duì)比性質(zhì)表現(xiàn)出較簡(jiǎn)單的關(guān)系。偏心因子的定義是盹仁皿7，其含義是lgPs（簡(jiǎn)單流體）lgPs（該流體）。rr卩嚴(yán)7正丁烷的偏心因子=0.193，臨界壓力Pc=3.797MPa則在Tr=0.7時(shí)的蒸汽壓為PsP10-0.2435MPa。c二元混合物的焓的表達(dá)式為HX1H1x2H2rix2，則H1H12；H2H2吟（由偏摩爾性質(zhì)的定義求得）某二元混合物的中組分的偏摩爾焓可表示為H1a1b1x2和H2a2b2x2，則b1與b2的關(guān)系是久竺。等溫、等壓下的二元液體混合物的活度系數(shù)之間的關(guān)系x2d!n弓0。三計(jì)算題設(shè)有一含（摩爾分?jǐn)?shù)）A和的三元?dú)怏w混合物。已知在體系壓力及下混合物中組分A和的

10、逸度系數(shù)分別為，和，試計(jì)算該混合物的逸度。由混合物逸度系數(shù)與組分分逸度系數(shù)的關(guān)系知lnylnmiiilnylnylnylnTOC o 1-5 h zm1122330.2ln0.70.35ln0.60.45ln0.90.29750.7427mfp6079.5030.7427（2mm已知0和下，二元混合物的lnf1.960.235%:，求（）x10.2時(shí)的ff2；（）片f2r，：！d叱“235”1）.1.960.2351.7251丁W弓,p,”2dn1fe1.725x1.12MPa11同樣得Jei.96X5.68MPabnfilnf.1.960.235.1.725,所以f.e說(shuō)X1X21同樣得ln

11、f21.96，所以f2e1.96已知苯(1)環(huán)己烷(2)液體混合物在V.109-4.168x1.2-64xj（）試求此條件下的（bJIV.d.9.4n.16.8n.2.64n2V.44解:（）1.W.叫v.51.2T,P,n1下的摩爾體積是)即V292.65.28x2.64x211n.16.8n.2.64n2n1.109.4.2.64x2dn12設(shè)已知乙醇()甲苯()二元體系在某一氣液平衡狀態(tài)下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為C,并已知組分和組分在C下的飽和蒸汽壓為.2306kPa，呼.10.05kPa。試采用低壓下氣液平衡所常用的假設(shè)，求()液相活度系數(shù).和;TOC o 1-5 h z()液相的()液相的;(C

12、)與理想溶液想比，該溶液具有正偏差還是負(fù)偏差？解：(1)低壓下的氣液平衡計(jì)算常假設(shè)氣相為理想氣體，此時(shí)有py/psatx(24.40.634)/(23.060.300)2.236(1)1111py/psatx(24.40.366)/(10.050.700)1.269(2)2222()用活度系數(shù)可將超額自由能表示為GE/RTxlnxlnxlnii1122(3)將式(1)，(2)值帶入式(3)，得3)超額自由能的定義為-Gid/RTxlnxxlnxxlnxG/RTGE/RTGid/RTGE/RTxlnxxlnx1122代入數(shù)值計(jì)算后得G/RT0.203由于活度系數(shù)I,2均大于，故與理想溶液想比，該

13、溶液具有正偏差。某人稱其設(shè)計(jì)了一臺(tái)熱機(jī)，該熱機(jī)消耗熱值為的燃料，可以產(chǎn)生的輸出功率為。該熱機(jī)的高溫與低溫?zé)嵩捶謩e為和。試判斷此熱機(jī)是否合理。解：從已知的條件，我們可以計(jì)算出該熱機(jī)的效率，以及卡諾熱機(jī)的效率，然后比較兩者的大小。Q品0.486熱機(jī)的效率3600卡諾熱機(jī)效率TT-高低T高6703306700.508卡諾熱機(jī)是效率最高的熱機(jī)，顯然該人設(shè)計(jì)的熱機(jī)不合理。如果空氣絕熱節(jié)流膨脹，從降到不做任何功。若傳熱以及位能和動(dòng)能變化均可忽略，試提出一些假設(shè)，確定此過(guò)程所產(chǎn)生的功損失。解：假設(shè)環(huán)境溫度=+二()，并假定空氣為理想氣體。絕熱節(jié)流膨脹，=,=,=,所以過(guò)程的熵變?yōu)門OC o 1-5 h z=

14、()=()=3()若忽略傳熱以及位能和動(dòng)能的變化，此過(guò)程所產(chǎn)生的功損失為=X=X()求將室溫空氣由常壓壓縮至的有效能為多少？假設(shè)環(huán)境溫度為。解：若假設(shè)空氣為理想氣體，則壓力對(duì)焓變化無(wú)影響，壓力對(duì)熵變化為SRInP0BBBBHTS0TSRTln則有效能變化0000P08314唧8跖罟44392Z為使冷庫(kù)保持C需將的熱量排向環(huán)境，若環(huán)境溫度C,試求理想情況下每小時(shí)所消耗的最小功和排向大氣的熱量。T27320c2.5.38解：TT27200c4190005.3877838kJ/h壓縮機(jī)功率制冷系數(shù)HH14HH1430270116016801430頁(yè)4.6421QQW41900077838496838

15、kJ/h0cs9有一氨壓縮制冷機(jī)組，制冷能力為X1在下列條件工作：蒸發(fā)溫度為C,進(jìn)入壓縮機(jī)的是干飽和蒸汽，冷凝溫度為C,冷凝過(guò)冷C。試計(jì)算：（1）單位重量制冷劑的制冷能力；（）每小時(shí)制冷劑循環(huán)量；（3）冷凝器中制冷劑放出熱量；（4）壓縮機(jī)的理論功率；（,）理論制冷系數(shù)。解：首先在一圖（或一圖）上按照已知條件定出各狀態(tài)點(diǎn)。查得冷凝出來(lái)的過(guò)冷液體（過(guò)冷度為C）狀態(tài)啲決定：假設(shè)壓力對(duì)液體的焓值幾乎沒(méi)有影響，從狀態(tài)沿著飽和液體線向下過(guò)冷C,找到用此點(diǎn)的焓值近似代替啲焓值，由于過(guò)冷度是有限的，實(shí)際上和接近，不會(huì)造成太大的偏差。仍為等焓膨脹過(guò)程，TOC o 1-5 h z制冷能力Q404G蘭034.5kg

16、制制冷制劑循環(huán)量制q01160冷凝過(guò)程即一放出熱量=）2.40kWG(HH)34.5(16801430)N2136003600,求()所需的氨流率；(2)制冷系數(shù)。此氨制冷循環(huán)示于右圖所示圖上。()查的圖，得的氨流率為位質(zhì)量制冷劑的制冷量為解：則單所需某壓縮制冷裝置，用氨作為制冷劑，氨在蒸發(fā)器中的溫度為一5,冷凝器內(nèi)的壓力為，假定氨進(jìn)入壓氣機(jī)時(shí)為飽和蒸氣，而離開(kāi)冷凝器時(shí)是飽和液體，如果每小時(shí)的制冷量為制)冷系數(shù)為qq108300eWHH19581648e21有一制冷能力為的氨壓縮機(jī)，在下列條件下工作：蒸發(fā)溫度-5冷凝溫度+5,過(guò)冷溫度+C,壓縮機(jī)吸入的是干飽和蒸氣，試計(jì)算()單位質(zhì)量的制冷能力

17、；每小時(shí)制冷劑循環(huán)量；在冷凝器中制冷劑放出的熱量；壓縮機(jī)的理論功率；理論制冷系數(shù)。解：狀態(tài)點(diǎn)為一C的干飽和蒸氣，由氨的溫熵查得。由一5飽和汽線上該狀態(tài)點(diǎn)(沿等熵線垂直向上)與C對(duì)應(yīng)的飽和壓力X線相交，查得。狀態(tài)點(diǎn)為C的過(guò)冷液體，查求的飽和液體得。因節(jié)流前后焓值不變，則()單位質(zhì)量的制冷能力為-()每小時(shí)制冷劑循環(huán)量為Q41800才1149.4有)0()在冷凝器中制冷劑放出的熱量為(-)X(-)-()(4)壓縮機(jī)的理論功率為TOC o 1-5 h z(-).3-)(7()理論制冷系數(shù)qq1149.4o0W(HH)(1866664)e2112乙.醇(1)甲-苯(2體)系的有關(guān)的平衡數(shù)據(jù)如下T=31

18、、8PK=24.、4、，已知的兩組飽和蒸汽壓為P23.06,P2s10.05P并測(cè)得液相的混合熱是一個(gè)僅與溫度有關(guān)的常數(shù)RT0.437，令氣相是理想氣體，求液相各組分的活度系數(shù)；液相的G和；估計(jì)、時(shí)的值；由以上數(shù)據(jù)能計(jì)算出、時(shí)液相的活度系數(shù)嗎為什么()該溶液是正偏差還是負(fù)偏差？也24410空.2.24解：()由PyiPSX11得1P1SX10.3叭06生244(1634)1.27乞xlnxRT11同樣有：2Psx20.70.05ln0.3n2.240.7lnl.270.41Ge1084.0Jnol22GGExlnxxlnx0.413ln0.30.7n0.7RTRT1122G531.0氯】.eTHeH0.437RTT2T2Tp,積分得GeRTtB3330