北京化工大學(xué)《化工熱力學(xué)》2016-2017考試試卷A參考答案

PAGEPAGE4北京化工大學(xué)2016—2017學(xué)年第一學(xué)期《化工熱力學(xué)》期末考試試卷課程代碼CHE33500T班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：任課教師：分?jǐn)?shù)：題號(hào)一二三四總分得分一、（28=16分）正誤題（正確的畫√，錯(cuò)誤的畫×，標(biāo)在[]中）［√］剩余性質(zhì)法計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)的方便之處在于利用了理想氣體的性質(zhì)。［×］Virial方程中反映了不同分子間的相互作用力的大小，因此的氣體混合物，必定是理想氣體混合物。［√］在二元體系中，如果在某濃度范圍內(nèi)Henry定律適用于組分1，則在相同的濃度范圍內(nèi)，Lewis-Randall規(guī)則必然適用于組分2。［×］某絕熱的房間內(nèi)有一個(gè)冰箱，通電后若打開冰箱門，則房間內(nèi)溫度將逐漸下降。［×這個(gè)為何不對(duì)？如果說是相對(duì)于理想氣體的非理想性不僅與超額性質(zhì)有關(guān)，還與純物質(zhì)的剩余性質(zhì)有關(guān)，所以不能確定，這題也太偏了。］溶液的超額性質(zhì)數(shù)值越大，則溶液的非理想性越大。這個(gè)為何不對(duì)？如果說是相對(duì)于理想氣體的非理想性不僅與超額性質(zhì)有關(guān)，還與純物質(zhì)的剩余性質(zhì)有關(guān)，所以不能確定，這題也太偏了。［×這個(gè)工程上一般也認(rèn)為是正確的，因?yàn)椴捎酶邏喝菀桌淠?。］水蒸汽為加熱介質(zhì)時(shí)，只要傳質(zhì)推動(dòng)力滿足要求，應(yīng)盡量采用較低壓力。這個(gè)工程上一般也認(rèn)為是正確的，因?yàn)椴捎酶邏喝菀桌淠＃邸粒萃ㄟ^熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)，可以判斷汽液平衡數(shù)據(jù)是否正確。［×］如果一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)歷某過程后熵值沒有變化，則該過程可逆且絕熱。二、（第1空2分，其它每空1分，共18分）填空題（1）某氣體符合的狀態(tài)方程，從等溫可逆膨脹至，則體系的為。（2）寫出下列偏摩爾量的關(guān)系式：，,這題寫成偏摩爾量的話，怎么評(píng)分？。這題寫成偏摩爾量的話，怎么評(píng)分？（3）對(duì)于溫度為T，壓力為P以及組成為{x}的理想溶液，__0__，__0__，__0__，__0__，__fixi__。fixi（4）Rankine循環(huán)的四個(gè)過程是：等溫加熱（蒸發(fā)），絕熱膨脹（做功），等壓（冷凝）冷卻，絕熱壓縮。（5）純物質(zhì)的臨界點(diǎn)關(guān)系滿足，，vanderWaals方程的臨界壓縮因子是__0.375__，常見流體的臨界壓縮因子的范圍是_0.2-0.3_。二、（56=30分）簡答題（簡明扼要，寫在以下空白處）（1）簡述如何通過水蒸汽表計(jì)算某一狀態(tài)下水蒸汽的剩余焓和逸度（假定該溫度條件下表中最低壓力的蒸汽為理想氣體）。剩余焓這題最好的做法是不通過飽和蒸發(fā)焓和熱容的數(shù)據(jù)，在過熱蒸汽表中查得同溫度下低壓焓這題最好的做法是不通過飽和蒸發(fā)焓和熱容的數(shù)據(jù)，在過熱蒸汽表中查得同溫度下低壓焓數(shù)據(jù)，相減即可。=1\*GB3①通過線性插值，從過熱水蒸汽表中查出給定狀態(tài)下的焓值；=2\*GB3②從飽和蒸汽表中查得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的蒸發(fā)焓（飽和液體的焓-飽和蒸汽的焓）；=3\*GB3③通過計(jì)算理想氣體的焓變；=4\*GB3④通過得到剩余焓。逸度：=1\*GB3①通過線性插值，從過熱水蒸汽表中查出給定狀態(tài)下的焓和熵并根據(jù)得到Gibbs自由能；=2\*GB3②從過熱蒸汽表中查得最低壓力時(shí)的焓和熵，計(jì)算得到Gibbs自由能；三、（16分）分析題空氣以大約2MPa的壓力進(jìn)入等溫壓縮機(jī)（1→2），壓縮至約20MPa的高壓（2→3），然后進(jìn)入換熱器，經(jīng)等壓冷卻溫度降低（3→4），再通過節(jié)流膨脹（4→5）后至狀態(tài)點(diǎn)5（濕蒸汽），進(jìn)入分流器中使空氣中的飽和液體（6）和飽和蒸汽（7）分離開來，液體作為產(chǎn)品被移出，而飽和蒸汽回流至一換熱器，用于冷卻從壓縮機(jī)出來的高壓氣體而自身被加熱到狀態(tài)點(diǎn)8，并且與補(bǔ)充的新鮮空氣1混合成狀態(tài)2，再進(jìn)入壓縮機(jī)重新進(jìn)行液化循環(huán)。試根據(jù)以上描述：（1）在圖和圖畫出該過程并標(biāo)明各個(gè)狀態(tài)點(diǎn)；（2）寫出熵平衡和?平衡方程。

四、（210=20分）計(jì)算題（1）在給定溫度和壓力下，二元體系的焓值可用表示，式中的，和的量綱為。試求其偏摩爾焓和以及超額偏摩爾焓和的表達(dá)式，并計(jì)算純物質(zhì)的和，以及無限稀釋條件下的和。這個(gè)可以用定義式推導(dǎo)，判卷時(shí)要說明，以免誤判這個(gè)可以用定義式推導(dǎo)，判卷時(shí)要說明，以免誤判（2）某二元溶液，以純組分作為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)其活度系數(shù)與組成的表達(dá)式為：，，其中B僅是溫度的函數(shù)。假定在相當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，兩組分之飽和蒸汽壓的比值幾乎不變。（1）試確定此二元溶液不產(chǎn)生共沸點(diǎn)的B值范圍；（2）如果產(chǎn)生共沸點(diǎn)，求共沸點(diǎn)組成。解：假如這個(gè)