化工熱力學復習題及答案

化工熱力學復習題及答案20734化工熱力學復習題及答案20734/化工熱力學復習題及答案20734《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F)1．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)2.7594MPa；(C)1.3797MPa(D)1.1746MPa3．關于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是。(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(zhì)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(zhì)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)固體狀態(tài) (D)氣液不分狀態(tài)7．關于化工熱力學研究內(nèi)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(zhì)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VanderWaals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Θ條件下，高分子溶液中溶劑的熱力學性質(zhì)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)過量偏摩爾熱力學能12．在Θ條件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用參數(shù)χ為。(A)χ>0 (B)χ<0(C)χ=0 (D)χ=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(zhì)M與其組份的偏摩爾性質(zhì)和之間的關系為。20．節(jié)流過程為過程。可逆絕熱壓縮（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(zhì)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：①活度系數(shù)與過量偏摩爾Gibbs函數(shù)之間的關系為；②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)為題二、4小題附圖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。三、簡答題(10分，每小題5分)①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。②可用Flory-Huggins相互作用參數(shù)χ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F)1．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(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)2.7594MPa；(C)1.3797MPa(D)1.1746MPa3．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(zhì)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(zhì)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(nèi)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(zhì)量，定組成的均相流體系統(tǒng)，在非流動條件下有(A)。(A)(B)(C)(D)9．對1mol符合VanderWaals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Θ條件下，高分子溶液中溶劑的熱力學性質(zhì)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Θ條件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用參數(shù)χ為(D)。(A)χ>0 (B)χ<0(C)χ=0 (D)χ=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。(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(zhì)M與其組份的偏摩爾性質(zhì)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(zhì)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：①活度系數(shù)與過量偏摩爾Gibbs函數(shù)之間的關系為；②汽液相平衡關系符合關系式。解：，則：，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)為題二、4小題附圖解：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)：①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