化工热力学考试题目三.docx

化工热力学考试题目3一、选择1、关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（>AuJ以推断新工艺、新方法的可行性；B.优化工艺过程：C预料反应的速率；D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据，用少1试验数据推算大量有用数据；E.相平衡数据是分别技术及分别设得开发、设计的理论携础。2、纯流体在肯定温度下，如压力低于该温僮下的饱和蒸汽压，期此物质的状态为（）,A.饱和蒸汽B.饱和液体C.过冷液体D.过热蒸汽3、超临界流体是下列（A.高于TC和高于PcC低于Te和拓干R>条件下存在的物质，B.临界温度和临界压力卜D.高于TC和低于PC4、对单原子气体和甲烷，其偏心因子3,近似等于（),A.0B.IC.2D.35,关于化工热力学探讨特点的F列说法中不正确的是（）,探讨体系为实际状态-B、说明微观本侦及其产生某种现象的内部线由。C,处理方法为以志向态为标准态加上校正。D、排得数据的方法为少最试验数据加半阅历模型.E、应用翼域是解决工厂中的Ife价利用和平衡问SS“6、关于化工热力学探讨内容,下列说法中不正确的是（）A,推断新工艺的可行性，B.化工过程能汆分析。C反应速率预料，D.相平衡探讨7,(1.5分)0.1MPa,40OK的M昧mo体枳约为()A33261.B332.61.C3.3261.D33.26'"'8、下列气体通用常数R的数值和单位，正确的是<)A8.314x10'KB1.987ca1.kmo1.KC82.05c""/KD8.3iAJjkm(小K纯物防PV图临界等淑线在临界点处的斜率和曲率都等干（A.-1.B.0C.I10.对志向气体有(A.(HP)<0C.(1.111.,)r-0D.不能确定B.(HP)1>0D.(HT)f.-0IK对单位质珏，定加成的均相流体体系，在非流淌条件卜有（A. dH=TdS+VdpC.dH=-SdT+VdpB. dH=SdT+VdpD.dH=-IdS-Vdp12、对Imo1.符合P=灯"V-力状态方程的气体，方'应是()A、R/V：BR：C.RP；DItTo13、当压力趋于零时，Imc1.气体的压力与体枳乘枳(PV)趋于()，A.零B无限大C.某一常数0.RT14、不经冷凝，能否符气体通过其他途径变成液体？<>A.能B.不行旎C.还缺条件15、对ImoIVandcrWaa1.S气体，有().a.(asav)-R(v-b)B.(asav)-R(v-b)c.(asav)r=R(v+b)D.(asav)=p(b-v)16、纯物质临界点时，其对比温度Tr().A.=0B.<0C.>0D.=I17、当压力趋于零时，Imo1.气体的压力与体枳乘枳(PV)趋于:a.零b.无限大c.某一常数18、下列各式中，化学势的定义式是(,in1.1.)19.关于偏摩尔性质.下面说法中不正确的是()（八）纯物质无偏摩尔麻.<B)T.P肯定，俏摩尔性质就肯定.(C)偏摩尔性质是覆度性质，(D)强度性质无体摩尔量。20、对无热溶液，下列各式能成立的是()。A.SM.Ve=OB.Se=0.AM)C.Ge=0,Ae=OD.He=0,Ge=-TSe21、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是().A.NRT1.方.程B.Wikon方程C.Ma1.EU1.eS方程D.F1.oryHuggin§方程22.戊呼和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F=(>.A.0B.1C.2D.323、在杵定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是<)。（八）./：,三7"=乃Zv三v:7,三,(C)./,1.=v;1v=721.(D)f=.'(然混合物的逸度)24、对液相是志向溶液，汽相是忐向气体体系，汽液平衡关系式可简化为(Ay>f=x>pjB.yip=YiXipjC.y*p=XiPJD.yiP-25、关于保摩尔性质，下面说法中不正确的是()A.纯物质无偏摩尔t.B.T,P肯定，偏摩尔性质就肯定.C.偏摩尔性质是强度性质,D.偏堆尔占氏函数等于化学势，26.关于志向溶液，以下说法不正确的是(,志向溶液肯定符合1.CWiS-RandaII规则和HCnry规则.B、符合1.CWiS-RandM规则或HCnry现则的溶液肯定是志向溶液，C、志向溶液中各组分的活度系数均为1.D、志向溶液全部的超额性质均为O.27、等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏庠尔体枳MiA浓度的减小而减小，则B的偏摩尔体积将随A浓度的减小而（）A.墙加B.减小C.不变D.不肯定28、笨（1）和环己烷（2）在3（）3K.O.1.O13Mpa下形成X1.=O.9溶液.此条件下V1.=5W.96cm%w1.V；=109.4cmVm>1.V1=89.99c11'n>o1.V,=I1!.54c11r'n1.则超颔体枳Vk=()cm%no1.A.0.24B.0C.-0.24D.0.5529、下列偏摩尔吉氏函数表达式中.福设的为(>.A.Gi=ibdG=Vdp-SdTCG=a(nG)on1DQ=>(nG)/加30、下列偏糜尔性质与溶液性质关系式中，正确的是nmo1.溶液性质，nM=(>.A.n1.MB.£x,MiC.X.M,D.n,M.31、混合物中组分i的逸度的完整定义式毡().JG1=RT<inf,IimIZHY1P)=dG=RTdnJ-imf,fP=A.NB.E1.dGi=RTdn1.im=1JG1=RTdInf.1.im?=1Cid.Pf32、二元志向稀溶液，其溶质和溶剂分别遵守()。A.Henry规则和1.CWiS-RandII双则.B.1.Cwis-RandI1.规则和HCnry规则.C.C乌尔规则和1.CwiS-RaJKm规则.C1.CWiS-Rand1.I规则和拉乌尔规则.33、下列化学势i和的摩尔性质关系式正确的是（）A.=HiB.i=C.i=°iD.i=Ai34、WnSOn方程是工程设计中应用敢广泛的方程。以下说法不正确的是（）.A,引入了局部如成的概念以及温度时YI的影响，因此精度高。B,适用于极性以及缔合体系.C,用二元体系的参数可以推算多元系.D、适用于液液部分互溶体系.35.等温汽液平衡数据如符合热力学一样性，应满意下列条件中（）.A.足够多的试验数据B.；'In（y2）dXOC.<1.ny1.）/Pk0D.<1.n1>/Tp,1.=«036、气体经过稳流绝热膨版,对外作功,如忽视宏观动能位能改变.无摩擦损失,期此过程气体始值.A.增加B,削减C.不变D.不确定37、节流效应T-P图上转化曲戏是表示的轨迹。A.,M）B.,<0C.U,>038、志向的RankinC循环工质是在汽轮机中作膨胀A）等温B）等压39、不行逆过程中孤立体系的（A.总燃是增加的,加J也是增加的C总纸是削减的，但斓是增加的O等熔D）等储B.总烯是削减的，MU也是削减的D.总烛是增加的，但烟是削M的40、卡诺制冷循环的制冷系数与（）有关。A.制冷剂的性质B.制冷剂的工作温度C.制冷剂的循环速率D.压缩机的功率41、RankinC循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成.（）正确B）描误42、蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间，冷凝器置于低温空间.（>A）正确B）翻误43、稳态流淌过程的志向功仅取决于体系的初态与终态及坏境温度T而与详细的改变途径无关.<A）正确B）错误44、要对化工过程进行节能改进就必需对志向功、损失功、热力学效率进行计亢和热力学分析.（）A）正确B）错误45、能Ift是由火用和火无两部分组成.<）A）正确B）错误46、关于制冷原理，以下说法不正确的是（）。任何气体,经等燧膨胀后,谢度都会下降.只有当HT>0.经节流膨胀后，气体温改才G降低.在相同初态下，等燃膨眼温度降比节流膨张温度降大.任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降.47、作为朗有循环改进的【可热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机中抽出部分蒸汽（）,.锅炉加热锅炉进水B.回热加热器加热锅炉进水C,冷凝器加热冷凝水D.过热潺再加热48、一封闭体系经过一改变,体系从25C恒温水浴汲取热量8000KJ.体系尴增25KJ,K则此过程是（）.A,可逆的B,不行逆的C.不行能的49、关于制冷循环,下列说法不正确的是（）.A,冬天，空时的室外机是蒸发器.B、夏天，空调的室内机是蒸发器.C、冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器汲取的热供应的。D,冰箱里冷冻鱼肉所解的制冷量是由蒸发器汲取的热供应的-50X对于蒸汽动力循环要提高热效率，可实行一系列措俺，以下说法不正确的是）。.同RankinC微环动力装置,可提高蒸气过热温度和蒸汽出力B.同一Rankine循环动力装员，可提高乏气压力。C.对RankinC循环进行改进，采纳再热循环D.对RankinC循环进行改进,采纳回热循环.51、体系经不行逆衙环又问到初态.则热温懒的循环积分）.0B=0C052、同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率）.A.相同B.低C.而D.不杵定53、对膨版作功过程，等端效率的定义是不行逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功显之比。（）A）正确B）相误54、提高汽轮机的进汽品度和进汽压力可以提高蒸汽动力撕坏效率，（）A）正确B）错误55、气体从高压向低压作葩热膨胀时，膨胀后气体的压力温度必定降低。）正确B）描误二、填空JK1、（2分）在PT图上纯物质三种聚集态相互共存处称。2、（2分）常用的8个热力学变盘P、V,T,S,h,U、A、G可求出一阶偏导数3%个，其中独立的偏导数共112个,但只有6个可通过试验干脆测定.因此须要用将不易测定的状态性质倡导数与可测状态性质偏导致联系起来.3、2分）纯物质PV图临界等温线在临界点处的斜率,曲率为,4、（2分）麦克斯韦关系式的主要作用是。5、（2分）描述流体PvT关系的立方型状态方程是三次方的物态方程.6、（2分）朝余性质的定义是&W=07、（2分）志向溶液的过量性施ME等于J8,（6分）由于邻二甲二与对二甲二、间二甲米的结构、性质相近,因此它们混合时会形成溶液，它们的AH=，AV=,9、（2分）二元混合物容积&达式为V=X1.VI+X2V2+XX2.如选同温同匹卜符C1.eWiSRa1.1.1.规则的标准态就有V=J10.（4分）等温等生下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系,按GibbS-DUhCm方程Xd1.n+=.Ik（2分）溶液中组分i的活度系数的定义是Y1.=.12、（2分）对封闭体系单位质量能盘平衡方程式是,对稔定流淌体系单位防量能破的平衡方程式是.13、（2分）孤立体系的俄增表达式是14、（2分）泞定状态下体系的为圉;体系由该状态达到与时，此过程志向功.15、（2分）稳流体系燧方程中统产生是体系内部所引起的.16、（2分）纯物质TS图两相区水平线段（结税）长度表示大小.17、（2分）能Sft平衡时以热力学为加础，有效能平衡时以热力学为基础。推断黑I、（I分）肯定压力下,纯物质的泡点阻度和露点温度是相同的，且等于沸点.（）2、。分）在T-S图上，空气和水蒸气一样.在两相区内.等压线和等温戏是正合的，（）3、（I分）由于翎二甲茶与对二期奉、同二甲装的结构、性质相近，因此它们混合时会形成志向溶液.（）1、（1分）二元共沸物的自由僮为2.（）5、（I分）志向溶液各组分的活度系数,和活度为I.（）6、（分）逸度也是一种热力学性项.溶液中组分i的分逸度与溶液选度的关系为M1.n三Jn（）7、（2分）冬天，使室温由IOC升至20C,空调比电加热器更省电。（）8,（2分）对不行逆绝热循环过程.由于其不行逆性,孤立体系的总烙变大于0.（）9、（2分）志向功WM是指体系的状态改变是在肯定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必需消楮的最小功，因此志向功就是UJ逆功，同时也是如J的负值。（）10.（2分）损失功与孤立体系的总埔变有关.总尴变越大.损失功越大,因此应当尽IR削减体系的不行逆性.（）Ik（2分）忐向功WN是指体系的状态改变是在肯定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必需消耗的最小功.因此志向功就是可逆功.同时也是炖的负值.（）四、名词说明1, （5分）偏离函数2, （5分）偏心因子3、（5分）广度性质4、（5分）R-K方K（Red1.iChMwong方程）5、（5分）偏糜尔性质6,6分）超额性股7、（5分）志向溶液8,（5分）活度五、UM1、（8分）简述偏离函数的定义和作用。2,（8分）甲烷、乙烷具有较高的燃烧值.己烷的临界汽力较低.易于液化.但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烧.试用下表分析液化气成分选择的依据，物吸%界温度界压力正常涕点燃烧值CMmr佻甲炕82.62,5.36-161.4555.6乙炕32.1818.088W52.0育炕259”.9842.1550.5正丁烷151.9”.430.519.6I1.a住196.46333236.0519.1正己烷>34.4>9.8068.758.43、（6分）工程上常见的汽液平衡问邈仃哪些类型？4、（6分）相平衡的热力学一样性检验5,（6分）卡诺定理的主要内容是是么？6、（6分）如何利用热力学第肯定律测出海蒸汽的干度？7,（6分）什么是志向功、损失功?六、图示或计MiI、（20分）在Ts图上图出下列各过程所经验的途径（注明起点和箭头方向，并说明过程特点：如AG-O（1）泡和液体节流膨胀；（2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀：（3）从临界点起先的等图压缩：（4）过热然汽经冷却冷凝为过冷液体（压力改变可忽视），2,（15分）25C,OJMPaF.如分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔仅为H=600I8OX一20Xj（Jmo1.）.式中X为组分1的摩尔分数.标准态按1.CWiS-RandaII定则计算,求（1.i1.it.HH（2）77.M（3）./1.“9（4）1.（5）H,t（匕分）3、（15分）已知某含组分1和2的二元溶液,可用Iny1=AX22,Iny2=AX12关联,A可视为常数.60X2下达汽液平衡时能形成共济物.现测得仪）C下丫产=14.7.Pj=0.01.74MPa.P?=0.0667MPa.设汽和可视为志向气体，试求：GE表达式：A值：（3）WfC下恒沸点组成和平衡蒸汽压.4、（15分）某动力循环的蒸汽透平机，进入透平的过热蒸汽为20MP*.400C,排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽，若要求透平机产生300OkW功率，向每小时通过透平机的蒸汽流软是多少？其热力学效率是等烙膨胀效率的多少？假设透平机的热损失相当于轴功的5%.5、（15分）试比较如下几种水蒸汽，水和冰的有效能大小.设环境温度为298K0.15MPa,I6O*C,过热蒸汽：0.3MPa.160'C.过热蒸汽：0.07MPa,IWC,过冷蒸汽：100C,饱和蒸汽：0,IMPa.I（X）-C,饱和水：0.IMPa.O-C,冰.考答案一、选界题1,（1.5分）C2、（1.5）D3、（1.5分）A4、（1.5分）人5、（1.5分）B6、U.5分）C7、（1.55）D8、（1.55）A9、（1.5分）B10、（1.5分）CIk（1.5分乂12、（1.5分）C13、（1.5分）O14、（1.5分）A15、（1.5分）A16、（1.5分）D17、（1.55»d18、U分）A19、（15）B20、"分D2k（15）C22、（I分）B23'（I分）A24、（I分）D25、（1分）B26、（1分）B27、（1分）A28、（1分）A29、U分）D30»（1分）D31、（1分）A32、（I分）A33、U分）C34、（1分）D35、B36、（1.5分）B37、（1.5分）A38、（1.5分239、（1.5分）D40、（1.55）B41、（1.5分）A42、（1.55）B43、（1.5分）A44、（1.5分左45.（1.5分注46、（1.5分）D47X（1.5分）B48、（1.55）C49.（1.5分）C50、51.（1.5分）A52、（1.5分）B53、（1.5分）A54、（1.5分）A55、（1.55»A二、填空（共6小12分）1、（2分）三相点2.（2分）Maxwc1.1.关系式3、（2分）0,0，1、（2分）将不易测定的状态性侦偏号数与可测状态性痂偏炉数联系起来.5、（2分）体积6、（2分）M-M'（TJ肯定）7,（2分）08、（6分）走向溶液，0,09、（2分）AV=UXiXa10.（4>X2dh2.=0Ik（2分）aX12.（2分）ZUJ=Q+WH+1.2Ugz>I,11H+Ek+E1,=Q+B,13、（2分）ds2014.（2分）环境鹤态完全平衡15、（2分）不行逆性16.（2分）汽化燃17、（2分）第肯定律：其次定律三、2、3、4、5、6、7、8、9、10、 （2分ZIk（2分）X四、名询说明1, （5分）f*-f-f*指气体真实状态下的热力学性质M与同一T,P下当气体处于志向状态下热力学性侦M*之间的差颔.2, （5分）°-"%a-1.Ooo表示分子与的法的球形流体（.乱很）分子在形态和极性方面的偏心度.3、（5分）无4、（5分）无TT1.物”.M）,w,'-aZ1.5,（5分）偏摩尔性质0,在T、P和其它祖SRiAnJ均不变状况下，向无限多的溶液中加入ImoI的俎分i所引起的一系列热力学性质的改变.6,（5分）超额性质的定义是ME=Ai-Mid,表示相同温度、压力和组成1.真实溶液与志向溶液性质的偏差.AME与MEJg义相同.其中GE是一种重要的超额性政.它与活度系数相关.AA7、仃分）走向溶液化二种模型标准态：iid=,G（1.R）和iid=,ki（H1.）有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等.混合过程的均改变,内能改变和体积改变为零，雉变大于零，自由培改变小于零.8、（5分）无五、IHHK1、（8分）偏离函数定义,f*=f-f*指气体戊头状态下的热力学性质M与同-T,P下当气体处于志向状态下热力学性侦M*之间的差额.假如求得同一T,PFMr,则Ur图走向气体的M*计算口实气体的M或AM,.2、（8分）（1）虽然中烷具有较高的燃烧值，但在它的监界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于史天的最高温位,也就是说.即使压力再高，也不能使它们液化.（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远离于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧，3、（6分）无I、（6分）用热力学的杵ifi除埋来检验试验数据的牢攀性.检胎的基本公式是GibbS-DUhCm方程。该方程确立了混合物中全部组分的逸鹿（或活或系数之间的相互关系。常用的方法是面枳检脸法和点检脸法。汽液平衡数据的热力学一样性是推断数据牢粘性的必要条件，但不是充分条件.3.相平衡的热力学一样性检验5、（6分）全部工作于等温热源和等温冷源之间的热机,以可逆热机效率最大，全部工作于等ifi热源和等温冷源之间的可逆热机其效率相等,与工作介质无关。w=1.-T2T1.6、（6分）采纳节流胤理，当湿蒸汽充分节流后变为过热蒸汽，测定过热蒸汽的温度、压力得知过热蒸汽的结值.从而求得湿蒸汽的干度。7、（6分）志向功是指体系的状态改变是在肯定的环境条件下按完全可逆的过程进行时理论上可以产生的爆大功或者必需浦髭的最小功.损失功时指给定相同的状态改变时的不行逆实际功与志向功之间的差值,WE-M,六、图示或计IuK1、(20分)(I)AH-OAS-O(3)AT-O(4)P-0s2等=-1.80-6O1)71=H-,=H+(1-A1)=420-Mx-+40."dx,dX/7,=600+40.2)/7；=42()JZmo1.H：=640Jino1.3)H1.=40(UwHH2=600J:mo1.4)H=£.1,77,-xH,=£.v,(/7,-H1)=1(H1-H1)+x,(77,-H2)=i(420-60x；+40.vj,-400)+.v,(6(K)+40a：-6fX)=20.-20.5)Hf=V/=20x,-20xi,3.1)GK=KTZ(Jnyj=k1'a4+)=RT.x22)1.n/,z=IiniIn1=A=In14.7=2.6878x03)恒沸吐Cr=I,即Xjy1.=x2yiP*=%X4'和/佻=i%4'=7用In1.+1.n*=In2+In&与x+=1联立求解:2.6878;+In0.0174=2.687812+In0.0667得K=0.25;.V2=0.75>=W邛+X/=O.25xO.O174xm?*"W+075x0.0667xmW=0.01973+0.05918=0.0789WPaI、(15分)解：进出透平机的蒸汽状态见下图所示，靖、烟色从附录水蒸汽衣中查到.按稳流系统热力学第肯定律为透平机进行能中衡卯，H=QW,则-"J=5%W,-W,=-0.951.V4»心理1.=a5x30360噎的I蒸汽流量Hi2631.4-3247.6按本题意.等格膨张的空气应当是湿蒸汽,即为饱和蒸汽和泡和水的混合物,此时统值.即为饱和蒸汽和饱和水的燎按比例混合，从附录查得饱和蒸汽的烙SX=7.715Q融TKT，从饱和水性侦衣查得饱和液体的燃，S1=0,98751ZC设空气中气和重量百分含成为X.则7.1271=7.7153×x+(I-x)×0.9875解得t=0.91.26空气的培值H=XXH卢(1.-x)H1=0.9126X2631.4+(1-0.9126)X3O4.25=2428.OkJkg'定烟效率5、(15分)解：由水和水蒸汽性质衣可查得各状态点的玷和端值.设298K.液态水为基准态,有效能为零。依据仃效能计算式：B-B1.t=(H-H0)-T1.t(S-S0)计算结果见下表所列。序号IXRMPaI1.kJkgIS.kJkg,K,B.kJkg1.O250.1i04.890.3674011600.152792.87.4665572.421600.32782.37.1276662.93I(K)0.072680.07.5341439.441«)0.12676.273614487.15I(X)0.1419.041.306934.2600.1334.41.224735.2推断水蒸汽的价值，应当用有效能而不是培，从我中1.2可见,相同温度下,高压蒸汽的始(ft虽不如低压蒸汽高，但是其有效能却比低压蒸汽为高.实际运用中，当然高压蒸汽的运用价值尚，相对称为高品质能取。