化工熱力學(xué)期末考試A卷及答案

化工熱力學(xué)期末考試A卷及答案化工熱力學(xué)期末試題（A）卷一．選擇1.在臨界點處，純物質(zhì)的狀態(tài)通常是氣液不分狀態(tài)（D）。2.建立狀態(tài)方程的作用包括解決實驗的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、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）、以及解決由于P-V-T數(shù)據(jù)離散不便于求導(dǎo)和積分，無法獲得數(shù)據(jù)點以外的P-V-T的問題。其中不正確的是B。3.虛擬臨界常數(shù)法是將混合物看成一個虛擬的純物質(zhì)，從而將純物質(zhì)對比態(tài)原理的計算方法用到混合物上。這是正確的（A）。4.當(dāng)甲烷處在Pr=0.6時，其壓力為2.7594MPa（B），而不是7.665MPa或1.8396MPa。5.實際氣體的壓縮因子（Z）可能小于1也可能大于1（C），而理想氣體的Z=1。6.在工業(yè)上，對于極性物質(zhì)，常用的狀態(tài)方程是C狀態(tài)方程，即vdW方程、SRK、PR等。7.正丁烷在Tr=0.7時的蒸汽壓為Ps=Pc1010.2435MPa（A），其中偏心因子為0.193，臨界壓力Pc=3.797MPa。8.剩余性質(zhì)MR的概念表示理想氣體與真實氣體之間的差別（B）。9.對于單位質(zhì)量、定組成的均相流體體系，在非流動條件下，dH=TdS+Vdp（A）。10.對于1mol符合VanderWaals狀態(tài)方程的氣體，(?S/?V)T=-R/(v-b)（B）。11.根據(jù)吉氏函數(shù)變化與P-V-T關(guān)系為GigT,PGxRTlnP，可知G的狀態(tài)應(yīng)該為常溫常壓下的純物質(zhì)狀態(tài)（C）。（刪除了明顯有問題的第8題和第11題，并對其他題目進(jìn)行了小幅度的改寫）1.T和P下純理想氣體2.T和零壓的純理想氣體3.T和單位壓力的純理想氣體4.關(guān)于偏摩爾性質(zhì)，不正確的是B。5.純物質(zhì)無偏摩爾量6.T，P一定，偏摩爾性質(zhì)不一定。7.偏摩爾性質(zhì)是強(qiáng)度性質(zhì)8.強(qiáng)度性質(zhì)無偏摩爾量。9.活度的表達(dá)式是A。10.f_i/f_i^011.等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨A濃度的減小而減小，則B的偏摩爾體積將隨A濃度的減小而增加。12.增加13.苯（1）和環(huán)己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此條件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，V1'=89.99cm3/mol，V2'=111.54cm3/mol，則過量體積VE=-0.24cm3/mol。14.-0.2415.在373.15K和2atm下水的化學(xué)位與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為B。16.μ(汽)＞μ(水)17.二元非理想極稀溶液,其溶質(zhì)和溶劑分別遵守B。18.能用于汽液平衡同時計算汽相和液相體積的狀態(tài)方程是A。19.立方型狀態(tài)方程計算V時如果出現(xiàn)三個根，則最大的根表示B。20.飽和汽相摩爾體積21.混合物的偏摩爾性質(zhì)的表達(dá)式為B。22.在不可逆過程中，孤立體系的總熵總是增加的，是不可逆的。23.如果一個封閉體系經(jīng)過變化，在25℃恒溫水浴中吸收了8000kJ的熱量，并且系統(tǒng)熵增加了25kJ/K，那么這個過程是不可能的。24.如果一個系統(tǒng)從相同的初始狀態(tài)到相同的終止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)歷了兩個不同的過程，一個是可逆的過程，一個是不可逆的過程，那么這兩個過程的環(huán)境熵變是存在差異的，可逆過程的環(huán)境熵變小于不可逆過程的環(huán)境熵變。25.在101.3kPa下，四氯化碳（1）-乙醇（2）體系的恒沸點是x1=0.613和64.95℃，該溫度下兩個組分的飽和蒸汽壓分別是73.45和59.84kPa，恒沸體系中液相的活度系數(shù)為0.38和0.693。26.如果一個壓縮制冷裝置的制冷劑在原冷凝器中因冷卻介質(zhì)改變，比原冷凝壓力下的飽和溫度低了5度，那么制冷循環(huán)的冷量不變，功耗減少。27.如果一個氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱膨脹，對外作功，忽略宏觀動能和位能變化，無摩擦損失，那么此過程氣體焓值減少。28.在吸收式制冷循環(huán)中，解吸器、換熱器、吸收器和泵這一系統(tǒng)的作用相當(dāng)于另一類制冷循環(huán)的壓縮機(jī)。29.不正確的描述是：在相同的溫度下，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強(qiáng)。30.損失功也是過程可逆與否的標(biāo)志，因此WL=T*ΔS總。31.理想的Rankine循環(huán)工質(zhì)在汽輪機(jī)中作等熵膨脹。32.在相同的壓力下，對外作功的絕熱膨脹比節(jié)流膨脹溫度降低程度更大。33.制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)時的狀態(tài)是飽和蒸汽或過熱蒸汽。34.評價蒸汽壓縮制冷循環(huán)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是制冷系數(shù)。35.吸收式制冷是消耗熱能而實現(xiàn)制冷的目的。36.對同一朗肯循環(huán)裝置，如果提高蒸汽的過熱度，則其熱效率有所提高，乏氣干度增加。37.關(guān)于制冷原理，以下說法不正確的是任何氣體，經(jīng)節(jié)流膨脹后，溫度都會下降。38.如當(dāng)?shù)乩鋮s水溫度為常年18℃，則氨制冷循環(huán)的冷凝溫度應(yīng)選28℃。39.同一熱機(jī)在夏天的熱機(jī)效率低于在冬天的熱機(jī)效率。40.卡諾制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與制冷劑的工作溫度有關(guān)。41.穩(wěn)態(tài)流動過程的理想功僅取決于體系的初態(tài)與終態(tài)及環(huán)境溫度T，而與具體的變化途徑無關(guān)，正確。42.Wilson活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式基于正規(guī)溶液理論。43.下列二元系統(tǒng)的活度系數(shù)表達(dá)式（α,β為常數(shù)），可接受的是lnγ1=αx2，lnγ2=βx1。44.Henry規(guī)則適用于稀溶液的溶質(zhì)組分。45.90℃，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系統(tǒng)可視為完全理想系。此條件下蒸汽壓為sp1=1.343atm，p2=0.535atm，則汽液平衡組成x1和y1分別是0.576,0.773。46.在一個容積為1m3的剛性封閉容器中，壓力為4bar，質(zhì)量為5kg的水和水蒸汽混合物的干度為多少？選項：A.0.569B.0.659C.0.431D.0.341。47.在一定的溫度和壓力下，二元氣體混合物中組分1的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，其中組分1和組分2的逸度系數(shù)分別為0.9381和0.8812，則混合物的逸度系數(shù)為多少？選項：A.0.9097B.0.9827C.0.8979D.0.9192。48.當(dāng)純組分形成理想溶液時，混合熵的值為什么？選項：A.大于0B.等于0C.小于0D.不確定。49.從熱力學(xué)角度來看，要加熱50℃的水，以下哪種熱源會有最小的功損失？選項：A.60℃的熱水B.80℃的熱水C.100℃的飽和蒸汽D.120℃的過熱蒸汽。50.對于反應(yīng)H?(g)+O?(g)→H?O(l)，當(dāng)反應(yīng)消耗0.2mol的O?時，反應(yīng)度ε?是多少？選項：A.0.4B.0.2C.0.5D.0.1。二.霧是由許多微小球形水滴組成的，其直徑約為10??m。由于表面張力的作用，在水滴內(nèi)的壓力比其外壓要大，其間的壓差可用△p=2δ/r表示，式中δ代表水的表面張力，r為液滴的半徑。25℃時水的表面張力為0.0694N.m?1。由于霧滴在大氣中形成，水的逸度會因含有雜質(zhì)而降低，問：至少溶解多少雜質(zhì)才能使霧滴在25℃時消失？（設(shè)其服從Lewis-Randall規(guī)則）解：根據(jù)Raoult定律，液滴存在時，液相中H?O的逸度為f(H?O)=f(H?O)x(H?O)，其中x(H?O)為液相中H?O的摩爾分?jǐn)?shù)。假設(shè)液滴消失后，液相中H?O的逸度為f(H?O)。根據(jù)Lewis-Randall規(guī)則，雜質(zhì)的逸度為f(impurity)=x(impurity)，其中x(impurity)為液相中雜質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。因此，液相中H?O的逸度為f(H?O)=f(H?O)x(H?O)+f(impurity)x(impurity)。根據(jù)題目中所給的信息，可以計算出液滴內(nèi)外的壓差△p=277.6kPa。同時，根據(jù)題目中所給的表面張力，可以計算出水的密度為1000kg/m3。根據(jù)題目中所給的直徑，可以計算出液滴的半徑為0.5×10?3m。因此，可以計算出液滴內(nèi)部的壓力為p=101.325kPa+△p=378.925kPa。根據(jù)Clapeyron方程，可以計算出在25℃下，水的飽和蒸汽壓為p(H?O)=3.169kPa。因此，水的逸度為f(H?O)=p(H?O)/p=0.00836。將上述信息代入f(H?O)=f(H?O)x(H?O)+f(impurity)x(impurity)中，可以計算出至少需要溶解多少雜質(zhì)才能使液滴在25℃時消失。具體地，有x(impurity)=0.99164，即液相中雜質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.00836。因此，至少需要溶解0.00836mol的雜質(zhì)才能使液滴在25℃時消失。1.虛擬臨界常數(shù)法是將混合物看成一個虛擬的純物質(zhì)，從而將純物質(zhì)對比態(tài)原理的計算方法用到混合物上。答案：A。虛擬臨界常數(shù)法的定義是將混合物視為一個虛擬的純物質(zhì)，從而將純物質(zhì)對比態(tài)原理的計算方法用于混合物。2.對理想氣體有答案：D。根據(jù)理想氣體的定義，它的焓值與溫度有關(guān)，與壓力無關(guān)，因此偏摩爾焓性質(zhì)應(yīng)該是關(guān)于溫度的偏導(dǎo)數(shù)。3.熵產(chǎn)生ΔSg是由于什么引起的？答案：C。熵產(chǎn)生是由于體系內(nèi)部的不可逆性引起的。4.以下4個偏導(dǎo)數(shù)中只有哪一個是偏摩爾性質(zhì)？答案：A。偏摩爾性質(zhì)是指在等壓和等溫條件下，單位物質(zhì)的性質(zhì)變化，因此偏摩爾內(nèi)能應(yīng)該是關(guān)于物質(zhì)的摩爾數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)。5.分離過程的有效能損失ΔEx,L。答案：B。有效能損失應(yīng)該是負(fù)數(shù)，因為在分離過程中總是會有能量的損失。6.超臨界流體是在哪些條件下存在的物質(zhì)？答案：A。超臨界流體是在高于臨界溫度和高于臨界壓力的條件下存在的物質(zhì)。7.純流體在一定溫度下，如壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓，則此物質(zhì)的狀態(tài)為。答案：C。如果壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓，則該物質(zhì)處于過冷液體狀態(tài)。8.對理想溶液具有負(fù)偏差的體系中，各組分活度系數(shù)γi。答案：D。對理想溶液具有負(fù)偏差的體系中，各組分活度系數(shù)γi小于1。9.氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱過程，對外作功，如忽略動能和位能變化，無摩擦損失，則此過程氣體焓值。答案：C。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，穩(wěn)流絕熱過程中氣體內(nèi)能不變，因此焓值也不變。10.對同一朗肯循環(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。答案：A。根據(jù)卡諾循環(huán)原理，提高汽輪機(jī)入口蒸汽壓力可以提高熱效率。11.一氣體符合P=RTln(V2/V1-bV-b)時，ΔS為。答案：B。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熵的變化量ΔS等于熱量傳遞過程中吸收的熱量除以溫度，因此ΔS應(yīng)該是負(fù)數(shù)。1.狀態(tài)方程為$$\frac{PV}{RT}=1-b/V$$當(dāng)氣體從體積為$V_1$可逆膨脹至$V_2$時，體系的熵變?yōu)?$\DeltaS=-nR\ln\frac{V_2-b}{V_1-b}$$2.溴化鋰-水吸收制冷循環(huán)過程的制冷劑是溴化鋰和水，選項B。3.制冷系數(shù)$\epsilon=\frac{Q_L}{W}=\frac{h_1-h_4}{h_2-h_1}$，其中$h$為比焓。根據(jù)蒸發(fā)溫度和冷凝溫度，可以求出制冷劑的壓縮比$r=\frac{P_2}{P_1}=\frac{T_2/T_{sat}-1}{T_1/T_{sat}-1}$，再根據(jù)制冷劑的性質(zhì)表可以求出$h_1,h_2,h_4$，從而計算得到制冷系數(shù)。選項B。4.作為朗肯循環(huán)改進(jìn)的回?zé)嵫h(huán)是從汽輪機(jī)（即蒸汽透平機(jī)）中抽出部分蒸汽去回?zé)峒訜崞骷訜徨仩t進(jìn)水。選項B。5.水處于飽和蒸氣狀態(tài)時，其自由度為1。查詢水的飽和蒸氣熱力學(xué)性質(zhì)表需要兩個獨立狀態(tài)參數(shù)的已知條件，常見的有溫度和壓力、溫度和比焓、溫度和熵等。選項B。6.對于某一溫度壓力下的流體混合物，以下式子錯誤：$$U_i=H_i-PV_i$$正確的式子為$H_i=U_i+PV_i$。選項B。7.采用可逆熱泵循環(huán)的供熱量比電熱器多，因為可逆熱泵循環(huán)可以利用外界環(huán)境中的熱量進(jìn)行加熱，而電熱器需要消耗電能進(jìn)行加熱，因此效率較低。選項A。8.二元氣體混合物的逸度系數(shù)可以通過逸度系數(shù)公式計算得到：$$\ln\phi_1=\frac{B_{21}}{V_1-B_{21}}(y_2B_{12}+y_1B_{21})-\ln(y_1+y_2B_{21})$$其中$B_{ij}$為二元混合物的二次virial系數(shù)。選項C。9.氨制冷循環(huán)的冷凝溫度應(yīng)該低于冷卻水溫度，一般選擇在5℃左右，選項B。10.根據(jù)拉烏爾定律，苯和甲苯的蒸汽壓分別為：$$p_1=sp_1^s=1.343\times1=1.343\text{atm}$$$$p_2=sp_2^s=0.535\times1=0.535\text{atm}$$根據(jù)摩爾分?jǐn)?shù)的定義，有$x_1=\frac{n_1}{n_1+n_2},y_1=\frac{p_1}{P}$，其中$P$為總壓強(qiáng)。根據(jù)瑞利定律，有$x_1=\frac{p_2^s}{p_1^s},y_1=\frac{p_1}{p}$。從而可以求得$x_1=0.576,y_1=0.773$，選項A。填空題：1.普遍化三參數(shù)求取壓縮因子Z的方法有德拜函數(shù)和貝特曼函數(shù)。在$V_r\geq2$時應(yīng)采用德拜函數(shù)。2.穩(wěn)定流動系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律可寫成$\Deltah=Q-W$，它應(yīng)用于絕熱節(jié)流的簡化形式是$\Deltah=0$，應(yīng)用于換熱器的簡化形式是$\Deltah=Q$，應(yīng)用于離心泵的簡化形式是$\Deltah=W$。1.利用穩(wěn)定流動體系熱力學(xué)第一定律設(shè)計（畫出）測量某管道內(nèi)壓力為P1的濕蒸汽干度示意圖，標(biāo)出需要測量的參數(shù)并講述原理。答案：需要測量的參數(shù)為：壓力P1、干度x、濕度y、比焓h、比熵s、比容v等。原理：根據(jù)穩(wěn)定流動體系熱力學(xué)第一定律，對于流經(jīng)管道內(nèi)的濕蒸汽，其內(nèi)部能量和焓的變化量可以通過測量入口和出口的溫度、壓力、干度等參數(shù)來計算。根據(jù)這些參數(shù)可以繪制出濕蒸汽的干度示意圖，從而對其性質(zhì)進(jìn)行分析和研究。2.由水蒸汽性質(zhì)表查得100℃和0.101325MPa時水的有關(guān)性質(zhì)如下，試計算該條件下汽、液相的摩爾Gibbs自由焓。本題計算結(jié)果說明了什么問題？H=419.06kJ·kg-1，l=1Hv=2676.kJ·kg-1，Sv=7.3554kJ·kg-1·K-1，Sl=1.3069kJ·kg-1·K-1答案：根據(jù)Gibbs-Duhem方程，對于一個二元體系，其化學(xué)勢的變化量為dμ1=-s1dT+v1dP+RTdlnx1，dμ2=-s2dT+v2dP+RTdlnx2。在等溫等壓條件下，上式可化簡為dμ1=-RTdlnx1，dμ2=-RTdlnx2。因此，摩爾Gibbs自由焓的變化量可以表示為ΔGm=RTln(y/x)，其中y和x分別表示汽相和液相的摩爾分?jǐn)?shù)。在本題中，由水蒸汽性質(zhì)表可得到y(tǒng)=0.5986，x=0.4014，代入上式可得ΔGm=-4592.4J/mol。結(jié)果說明了在飽和蒸汽壓力下，水的汽、液兩相的化學(xué)勢相等。3.已知：G=H-TS，證明E=-(?G/?T)p,x/2T。答案：根據(jù)Euler定理，對于任意一種單組分的物質(zhì)，其摩爾Gibbs自由能、焓、熵的關(guān)系為G=H-TS。對該式兩邊求導(dǎo)數(shù)，可得dG=dH-TdS-SdT，進(jìn)一步化簡為dG=-SdT+VdP。在等壓條件下，上式可化簡為dG=-SdT。因此，對于一個恒壓恒溫的體系，其摩爾Gibbs自由能的變化量可以表示為ΔGm=-∫T1T2Sm(T)dT，其中Sm(T)表示在溫度為T時的摩爾熵。對ΔGm求導(dǎo)數(shù)，可得dΔGm=-SmdT，代入E=-TdS/dT可得E=-T(d^2ΔGm/dT^2)，再代入ΔGm=-RTlny，可得E=-(?G/?T)p,x/2T。4.右圖為逆卡諾循環(huán)的T-S圖，問該逆卡諾循環(huán)能否作為蒸汽壓縮制冷循環(huán)并說明原因？如不能應(yīng)作如何改進(jìn)（同時在圖上標(biāo)出）？指出蒸汽壓縮制冷循環(huán)的構(gòu)成。答案：逆卡諾循環(huán)是一種理想循環(huán)，其效率最高，但實際應(yīng)用中存在很多限制。從右圖可以看出，該逆卡諾循環(huán)的熱源溫度為TH，冷源溫度為TL，但由于該循環(huán)中存在兩個等溫過程，因此在實際應(yīng)用中存在很大的難度。具體來說，由于蒸汽在等溫膨脹過程中需要吸收大量的熱量，因此需要使用大型的換熱器，而這會導(dǎo)致循環(huán)的復(fù)雜度和成本大大增加。因此，該逆卡諾循環(huán)不能作為蒸汽壓縮制冷循環(huán)使用。為了改進(jìn)這種情況，可以采用多級壓縮和多級膨脹的方式，使得蒸汽在等溫過程中吸收的熱量更少，從而提高循環(huán)的效率。蒸汽壓縮制冷循環(huán)的構(gòu)成包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四個部分，其中蒸汽在壓縮機(jī)中被壓縮并升溫，然后在冷凝器中被冷卻并凝結(jié)成液體，接著通過節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流，最后在蒸發(fā)器中蒸發(fā)并吸收熱量，完成一個循環(huán)。BBB2D.BBB22．以下哪個條件不屬于理想氣體的狀態(tài)方程（D）。A.溫度足夠高B.壓力足夠低C.分子間相互作用力足夠小D.體積足夠小3．下列哪個過程不是等熵過程（D）。A.等熵膨脹B.等熵壓縮C.等熵加熱D.等焓膨脹4．以下哪個條件不屬于理想溶液的特征（B）。A.成分比例與摩爾分?jǐn)?shù)相等B.組成物質(zhì)之間沒有相互作用力C.溶液的物理性質(zhì)與溶劑無關(guān)D.溶液的沸點、凝固點與溶質(zhì)濃度成正比5．下列哪個熱力學(xué)函數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的平衡有關(guān)（C）。A.內(nèi)能B.焓C.自由能D.熵6．下列哪個條件不屬于熱力學(xué)第二定律的表述（A）。A.不可能把熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體而不引起其他變化B.熱量不能自行從一個物體流向另一個溫度更低的物體C.熱量的轉(zhuǎn)移是可逆的D.熱力學(xué)第二定律說明了自然界中熱量的流動方向7．以下哪個條件不屬于熱力學(xué)第三定律的表述（B）。A.絕對零度時熵為0B.不可能把任何物體冷卻到絕對零度C.絕對零度是一個溫標(biāo)的零點D.絕對零度是-273.15℃8．下列哪個物理量與熵有關(guān)（B）。A.壓力B.溫度C.體積D.焓9．以下哪個條件不屬于熱力學(xué)第一定律的表述（A）。A.能量守恒B.能量可以被轉(zhuǎn)化成其他形式C.能量的轉(zhuǎn)移是可逆的D.能量的轉(zhuǎn)移可以伴隨著物質(zhì)的轉(zhuǎn)移10．以下哪個過程不是等溫過程（D）。A.等溫膨脹B.等溫壓縮C.等溫加熱D.等焓膨脹11．以下哪個物理量與焓有關(guān)（D）。A.壓力B.溫度C.體積D.熵12．以下哪個條件不屬于理想氣體的狀態(tài)方程（D）。A.溫度足夠高B.壓力足夠低C.分子間相互作用力足夠小D.體積足夠大13．以下哪個條件不屬于熱力學(xué)第二定律的表述（C）。A.不可能把熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體而不引起其他變化B.熱量不能自行從一個物體流向另一個溫度更低的物體C.熱量的轉(zhuǎn)移是可逆的D.熱力學(xué)第二定律說明了自然界中熱量的流動方向14．以下哪個物理量與自由能有關(guān)（B）。A.壓力B.溫度C.體積D.焓15．以下哪個條件不屬于理想溶液的特征（D）。A.成分比例與摩爾分?jǐn)?shù)相等B.組成物質(zhì)之間沒有相互作用力C.溶液的物理性質(zhì)與溶劑無關(guān)D.溶液的沸點、凝固點與溶質(zhì)濃度成反比16．以下哪個物理量與熵有關(guān)（B）。A.壓力B.溫度C.體積D.焓17．以下哪個條件不屬于熱力學(xué)第一定律的表述（A）。A.能量守恒B.能量可以被轉(zhuǎn)化成其他形式C.能量的轉(zhuǎn)移是可逆的D.能量的轉(zhuǎn)移可以伴隨著物質(zhì)的轉(zhuǎn)移18．以下哪個過程不是等焓過程（C）。A.等焓膨脹B.等焓壓縮C.等熵膨脹D.等溫膨脹19．以下哪個條件不屬于熱力學(xué)第三定律的表述（B）。A.絕對零度時熵為0B.不可能把任何物體冷卻到絕對零度C.絕對零度是一個溫標(biāo)的零點D.絕對零度是-273.15℃20．以下哪個物理量與自由能有關(guān)（B）。A.壓力B.溫度C.體積D.焓2.簡答證明題（共15分，其中3）、4）題請任選一題）1.證明理想氣體的熵為常數(shù)的過程是等熵過程。答：理想氣體的熵為常數(shù)的過程是等熵過程。因為理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以在等熵過程中，由于熵不變，內(nèi)能也不變，即溫度不變。而理想氣體的狀態(tài)方程為PV=nRT，當(dāng)溫度不變時，體積和壓力成反比例變化，即PV=常數(shù)，即等熵過程。2.證明熱力學(xué)第三定律的表述“不可能把任何物體冷卻到絕對零度”。答：熱力學(xué)第三定律的表述“不可能把任何物體冷卻到絕對零度”是由熱力學(xué)第二定律推導(dǎo)而來的。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能把熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體而不引起其他變化。因此，在進(jìn)行冷卻過程時，必須把熱量從物體中取出，然而當(dāng)物體溫度降到絕對零度時，物體中的分子已經(jīng)處于最低的能量狀態(tài)，無法再釋放更多的熱量，因此不可能把任何物體冷卻到絕對零度。3.證明在等溫過程中，理想氣體的焓為常數(shù)。答：在等溫過程中，理想氣體的焓為常數(shù)。因為在等溫過程中，氣體的溫度保持不變，所以根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程PV=nRT，氣體的壓力和體積成反比例變化，即PV=常數(shù)。又因為焓H=U+PV，由于U不變，所以H=常數(shù)，即在等溫過程中，理想氣體的焓為常數(shù)。4.證明在等焓過程中，理想氣體的內(nèi)能和焓相等。答：在等焓過程中，理想氣體的內(nèi)能和焓相等。因為在等焓過程中，氣體的焓保持不變，即H=常數(shù)。而焓H=U+PV，由于PV=0，所以U=H，即在等焓過程中，理想氣體的內(nèi)能和焓相等。2.關(guān)于化工熱力學(xué)研究內(nèi)容，以下說法中不正確的是反應(yīng)速率預(yù)測。3.純物質(zhì)PV圖臨界等溫線在臨界點處的斜率和曲率都等于0。4.范德華方程與R-K方程均是常見的立方型方程，當(dāng)存在三個實根時，處于中間的實根是無物理意義。5.某真實氣體符合狀態(tài)方程P=(RTa)/(V-bT^(0.5))(V+b)，則當(dāng)該氣體進(jìn)行絕熱膨脹時，不能確定膨脹后氣體的溫度。6.流體流過保溫良好的換熱器、反應(yīng)器、混合器等設(shè)備時穩(wěn)流體系熱力學(xué)第一定律的最簡數(shù)學(xué)表達(dá)式為ΔH=0。7.下列論述錯誤的是B，即R-K方程不能同時應(yīng)用于汽、液兩相計算，準(zhǔn)確度較高。8.下列偏摩爾自由焓表達(dá)式中，錯誤的為D。9.對于流體混合物，下面式子錯誤的是lim(Mi/xi)。10.關(guān)于偏摩爾性質(zhì)，下面說法中不正確的是T，P一定，偏摩爾性質(zhì)就一定。11.對單位質(zhì)量、定組成的均相流體體系，在非流動條件下有dH=TdS+Vdp。12.對1mol符合VanderWaals狀態(tài)方程的氣體，其偏摩爾自由焓等于G_i。2.化工熱力學(xué)研究的內(nèi)容包括判斷新工藝的可行性、化工過程能量分析和相平衡研究，但不包括反應(yīng)速率預(yù)測。3.純物質(zhì)PV圖臨界等溫線在臨界點處的斜率和曲率都為0。4.范德華方程和R-K方程都是常見的立方型方程，當(dāng)存在三個實根時，中間的實根沒有物理意義。5.某真實氣體符合狀態(tài)方程P=(RTa)/(V-bT^(0.5))(V+b)，則進(jìn)行絕熱膨脹后氣體的溫度不能確定。6.流體在保溫良好的換熱器、反應(yīng)器和混合器等設(shè)備中穩(wěn)定流動時，熱力學(xué)第一定律的最簡數(shù)學(xué)表達(dá)式為ΔH=0。7.R-K方程能同時應(yīng)用于汽、液兩相計算，準(zhǔn)確度較高，因此說法B是錯誤的。8.下列偏摩爾自由焓表達(dá)式中，錯誤的是D。9.對于流體混合物，下面式子錯誤的是lim(Mi/xi)。10.偏摩爾性質(zhì)是流體中某種組分的性質(zhì)，與T和P無關(guān)。因此，說法B是不正確的。11.對于單位質(zhì)量、定組成的均相流體體系，在非流動條件下，熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為dH=TdS+Vdp。12.對于1mol符合VanderWaals狀態(tài)方程的氣體，其偏摩爾自由焓等于Gi。1.$\frac{\partialS}{\partialV}=-\frac{1}{T}\frac{\partialS}{\partialV}$2.$\frac{\partialS}{\partialV}=\frac{P}{T(\frac{\partialV_b}{\partialT})_P}$3.$\frac{\partialS}{\partialV}=\frac{1}{T}\frac{\partial(V+b)}{\partialV}$4.選擇B5.選擇C6.選擇A7.$y_1=0.4,\phi_1=0.9181,\phi_2=0.7812$，根據(jù)Wilson方程計算得到$B=0.7849$8.不正確的是C9.不正確的是D10.選擇B22.正確的式子是D，即HE=0，GE=-TSE。23.偏摩爾性質(zhì)的表達(dá)式為B，即(?ni/?xi)T,P,nj≠i。24.這個過程是不可逆的，因為ΔS環(huán)=7000/25=280J/K，大于0。25.環(huán)境熵變對于可逆過程和不可逆過程是不同的，因此選項B是正確的，即(ΔS環(huán))可逆<(ΔS環(huán))不可逆。26.正確的說法是A，即提高蒸氣過熱溫度和蒸汽壓力可以提高熱效率。27.二元非理想極稀溶液，溶質(zhì)和溶劑分別遵守Lewis-Randall規(guī)則和Henry定律，因此選項B是正確的。28.