郑丹星版流体与化工热力学答案

2-11

解：

1） 理想气体状态方程

RT pV m =

1

336

1093.3100.1473314.8--??=??==

mol m p RT V m

1==

RT pV Z m

2）截项virial 方程

1

3366

1074.3)10195(100.1473314.8---??=?-+??=+=

mol m B p RT V m

950

.0473314.81074.3100.13

6=????==-RT pV Z m

3）RK 方程

查表，水的

MPa p K

T c c 05.223.647==

则

0454.005.220

.17307.03

.647473

==

==

r r p T

则

8993.77307.008664.042748.02/32/3=?=Ωψ=

--r T q

005383.07307.00454

.008664.0=?=Ω

=r r T p β

对于水蒸汽，

)(1ββ

β

β+--+=Z Z Z q Z

利用1=Z 的初值进行迭代，收敛结果为 962.0=Z

1

336

1078.3100.1473

314.8962.0--??=???==

mol m p ZRT V m

4)L-K 方程

10Z Z Z ω+=

查表

344.003661

.09624.010=-==ωZ Z

131074.3950

.0--??==

=mol p ZRT

V Z m

查水蒸气表，473K ，1.0MPa 下水蒸汽（过热蒸汽）的摩尔体积为1

3

3

1071.3--??mol m

2-13

解：根据理想气体状态方程 MPa V nRT

p 638.1==

查表，040.0394.32.126===ωMPa p K T c c

则 4828.07480.3==r r p T

查表

0048.10=Z

对照图2/7-2，可知理想气体状态方程适用。

若用L-K 方程，根据上面的条件计算出新的p ，进一步查表得到新的Z 值，直至p 收敛，结果MPa p 647.1=。

2-16 解： 查表，

193.0799.32.425===ωMPa

p K T c c

则 4001.00818.1==r r p T

0154.0172

.0139.028909.0422

.0083.02

.416

.10=-

=-=-=r

r T B T B

8942.0110

=++=t

r r r T p

B T p B Z ω

13310250.2--??==

mol m p ZRT

V m

若以13265.0-?-=kmol m B 计算，

13310251.2--??=+=

mol m B p RT

V m

相对偏差=0.06%

若Mpa p 1=，根据普遍的virial 方法，1

3560.3-?=mol m V m ，根据实验值

13560.3-?=mol m V m

2-19

解：

1）Antoine 方程

查表，94.3907.24778333

.15-===C B A

MPa

mm Hg p C T B A p s s 542.189.117223693

.994

.3915.42307.24778333.15ln ===--=+-

= 2）Pitzer 关联方程 查表，正戊烷的251.0374.36.469===ωMPa

p K T c c

则 9011.06

.46915

.423==

r T

5213.043577.0ln 4721.136875.152518.15)(6137.0169347.0ln 28862.109648.692714.5)(6

)1(6

)0(-=+--

=-=+--

=r r r

r r r r

r T T T T f T T T T f

则 7445.0)()(ln )1()

0(-=+=r r s

r T f T f p ω

4749.0=s r p

Mpa p s 602.1374.34749.0=?=

2-18 解：查表，

274

.0255193

.0799.32.4251

3=?====-c c c c Z mol cm V MPa

p K T ω

则5791.09246.0==

==

c

r c

r p p

p T T

T Rackett 方程

133)

1(1037.1372857

.0---??==kmol m Z V V r T c

c

RK 方程

5494.57307.008664

.042748.02/32/3=?=Ωψ=

--r T q

05426.07307

.00454

.008664.0=?=Ω

=r r T p β

)1)((1ββββq Z Z Z Z k

k k k -+++=+

00=Z 迭代，得1149.0=Z

1331068.170--??==

kmol m p

ZRT

V 2-20 解：

Virial 方程

131221222

2112158.1322-?-=++=mol cm B y y B y B y B

13415.0-?=+=

kmol m B p

RT

V RK 方程 查表

MPa

p T H C MPa p K T N c c c c 799.32

.425394.32.12610

42====

对于N 2，

6529.3=r T

25.062

22

/107255.042748.0--???==mol K m Pa p T R T

a c

c r

137840.2608664.0-?==mol cm p RT

b c

c

对于C 4H 10，

0842.1=r T

25.062

22

/13505.142748.0--???==mol K m Pa p T R T

a c

c r

136218.8008664

.0-?==mol cm p RT b c

c

则

25.06212122

21217997.02-???=++=mol K m Pa a a y y a y a y a

1322114705.64-?=+=mol cm b y b y b

1177.0==

RT bp

β

2365.3)(==bRT

T a q

)

(1ββ

β

β+--+=Z Z Z q Z

初值1迭代，

7463.0=Z

13409.0-?==

kmol m p

ZRT

V 3-22 解： 查表，水的344.005.223.647===ωMPa

p K T c c

则0635.07309

.0==r r p T

50247.0172

.0139.061376.0422

.0083.02

.416

.10-=-

=-=-

=r

r

T B T B

13410

10920.1)(--??-=+=

mol m B B p RT B c

c ω

故 kg m mol m B V

R

?-=??-==--31340107.010920.1

6838.3722

.05247.1675

.02.516.20====r

r r

r T dT dB T dT dB

故 111001.966)]()[(

-?-=-+--=mol J T B dT dB T B dT dB RT p H r

r r r r R

ω

111

04738.1)(--??-=+-=K mol J dT dB dT dB R p S r

r r R

ω

查水蒸气表，得到实际气体的各项性质。理想气体的各项性质由三相点为零点开始计算。

3-21 解： 查表，丙烯MPa p K T c c 620.40.365==

则 0454.005

.220

.17307.03

.647473

==

==r r p T 则

3332.47307.008664

.042748.02/32/3=?=Ωψ=

--r T q

1720.07307

.00454.008664.0=?=Ω

=r r T p β 对于水蒸汽，

)

(1ββ

β

β+--+=Z Z Z q Z

利用1=Z 的初值进行迭代，收敛结果为 4291.0=Z 则

76178.2)ln(23)1(-=+--=Z

Z q Z RT H R β

165.9138-?-=mol J H R

3-24

解： 剩余性质：丙烯K T c 365= Mpa p c 62.4= 148.0=ω

1）2.53Mpa & 400K

5476.00959.1==r r p T

()

5302.00

-=c

R RT H

()

3555.01

-=c

R RT H

()()

()5828.01

-=+=c

R c

R c

R

RT H RT H RT H ω

()

3390.00

-=R

S R

()

3263.01

-=R

S R

()()

()3873.01

-=+=R

S R

S R

S R R R

ω

8458.00=Z

007308.01=Z

8469.010=+=Z Z Z ω

2） 12.67Mpa & 550K

7424.25068.1==r r p T

()

4050.10

-=c

R RT H

()

0603.01

=c

R RT H

()()

()3961.11

-=+=c

R c

R c

R

RT H RT H RT H ω

()

7015.00

-=R

S R

()

1926.01

-=R

S R

()()

()7300.01

-=+=R

S R

S R

S R R R

ω

8034.00=Z

22675.01=Z

8371.010=+=Z Z Z ω

1

16.11218-?=?+=?+?=??mol J H dT C H H H m R id m R m id m p

1181.12--??=?+-=?+?=??

?

K mol J S p

dp

R dT T

C S

S

S m R id

m

R

m

id

m p

1300081.0)(

-?-=?=?m ol m p

ZRT

V 3-28 解： 1）1321

31

460.101640.113--?=?=mol cm V mol cm V

2）以0.2为例 1

1

21

11)

1(dx dV x V V dx dV x V V -=--= 中心差商

58.12)(2

.01

3.01.02

.01

111=+-=

===x x x V V dx dV

则 1321

3

1486.101086.114--?=?=mol cm V mol

cm V

3）以0.2为例

132211106.0)(-?=+-=?mol cm V x V x V V mix

4）

边值差商

55.11)(02

.01

98.011

1

111=-=

==→x x x V V dx dV 131

1

1209.10211-→=∞?=-

=mol cm dx dV V V x x

同理，

13131.114-∞?=mol cm V

3-35 解：

F 118

4-8

解：

过程能量守恒，忽略位能和动能的变化，则

21h q w h =++

1

1

121111,--??

??

?? ?

?????? ??-???? ??-==m ol J p p ZRT k k w W k k s

r s ηη

11

1

11010.440787.12-?===

mol g M RT V p Z CO 注

8827.02

2

22==

RT V p Z ()9807.02

1

21=+=

Z Z Z 则 151042.310002-??=?=kg J M W w CO

11275.287-?-=--=kg kJ w h h q

放热 4-9

解：

1）7atm

2）~0.13

83-85K ~34kcal/kg 3）190K

4-21 解：

查水蒸汽表，各点状态如下 1：)49.340,50,33.81(11-?=kg kJ H kPa C

泵做功

)

(9785.010030.1)501000(1

3忽略体积变化--?=??-=?=kg kJ pV w p 2：)47.351,1000,82(112-?=+=kg kJ w H H kPa C p 3：)5.3478,1000,500(13-?=kg kJ H kPa C 4：)9.2645,50,33.81(14-?=kg kJ H kPa C

则

1）%5.262

34

3=--=

H H H H η

2）00118.04

3=-=

H H r p

ω

3）14

332.43600-?=-=

h kg H H kJ

m

4-22 解：

各点状态如下：

1：)49.340,20(1

1-?=-kg kJ H C

2：)383,20(1

2-?=-kg kJ H C

3：)()423,35(13最高为等熵过程对应值-?=kg kJ H C

4：)250,35(1

4-?=kg kJ H C

则

325.32

31

2=--=

H H H H w

134173-?=-=kg kJ H H Q

5-10 解：

丙酮所含元素的标准yong 为:

1

11575.117)(575.117)(515.410)(---?=?=?=mol kJ O mol kJ H mol kJ C θθθεεε对于液态，16373.155))((-?-=?mol kJ l O H C G f θ

液态标准yong 1

6363242.1783))(())((-?=+?=∑mol

kJ l O H C G l O H C i

f θθθεα

ε

对于气态，16305.153))((-?-=?mol kJ g O H C G f θ

液态标准yong 1

6363922.1785))(())((-?=+?=∑mol

kJ g O H C G g O H C i

f θθθεα

ε

计算MPa C 5.0,125 下yong 值，

1.判断汽液态（以对应状态下yong 值为标准值）

2.参见公式（5/2-32 5/2-35） 5-11 解：

说明：1.以298.15K 的饱和水为参考态 2.数据由水蒸气表而来（内插法） 3.yong 变 )()(000S S T H H -+-=?ε

4.质能系数)(0H H -?=ελ

5.温度越高，压力越大，质能系数越大 5-14 解：

参见5/3-2，注意内部yong 损失 6.8 解：

临界性质：Tc=425.2K Pc=3.799Mpa w=0.193 对比性质：Tr=1.0818 Pr=0.3948 对于RK 方程

3848.408664

.042748.02

/3==

-Tr q

03162.0Pr

08664

.0==Tr

β )

(11ββ

β

β+--+=+k k K k Z Z Z q Z

以Z 0=1代入上式迭代，Z=0.9131

03404.0ln

=+=Z

Z I β

1100.0)ln(1ln -=----=qI Z Z βφ

8958.0=φ

MPa P f 344.1==φ

6.9 解：

临界性质：Tc=365.0K Pc=4.620Mpa w=0.148

对比性质：Tr=1.3096 Pr=1.4892

查附录B5内差可得

79992.00=φ 119381

.11=φ 8134.0)(10==w φφφ

MPa P f 596.5==φ

6.10

解： 以200℃，6kPa 的水蒸气状态作为理想气体，kPa p f i i 6**== 则

11*1*1398.97.2879---??=?=K g J s g J h i i

Mpa p 1=，

1116940.69.2827---??=?=K g J s g J h i i

0624.5)()(ln **2*=??

????---=i i i i i i s s T h h R O H M f f

kPa f f f i i

i

82.9476967.157*==

9478.0==

p

f i

i φ

6.11 解：

临界性质：Tc=369.2K Pc=4.975MPa 计算饱和蒸汽的逸度系数（Ps=0.267Mpa ） 对比性质：Tr=0.82611 Pr=0.05367 对于RK 方程

5711.608664

.042748.02

/3==

-Tr q

005629.0Pr

08664.0==Tr

β

)

(11ββ

β

β+--+=+k k K k Z Z Z q Z

以Z 0=1代入上式迭代，Z=0.9702

005785.0ln

=+=Z

Z I β

03174.0)ln(1ln -=----=qI Z Z s βφ

9688.0=s φ

135********.410469.86108.4----??=???=kg m V l

MPa P P RT

V P f s l

s

s

l

3238.0)](exp[=-=φ

6-15 解：

1.溶解度参数法 查B10表，可得

环己烷2

131)(77.16-?=m MJ δ1311088.0-?=kmol m V l

苯

2132)(23.18-?=m MJ δ1320894.0-?=kmol m V l

又有4.01=x 6.02=x

K T 15.313=

则

()0.058385ln 2212

2

11=-=δδγRT

x V l

()0.021322ln 2212

122=-=δδγRT

x V l 所以

1.06011=γ 0.4240111==x a γ

1.02162=γ 0.6129222==x a γ

2.Margules 模型 知1640.012=A 1462.021=A 则 ()[]0.05391362ln 11221122

2

1=-+=x A A A x γ

()[]0.0268096

2ln 2211221212=-+=x A A A x γ 所以 1.05541=γ 0.4222111==x a γ

1.02722=γ 0.6163222==x a γ

6-17

解：

气相视为理想气体，则有 s i i i i p x p y γ=

另 ∑=i i E

x RT

G γ

故

0.2768 0.50 0.378 -0.76121 0.060575 -0.35032 -1.40127 -0.71364 0.2487 0.75

0.545

-0.90783 0.334032 -0.59737 -3.18596 -0.31388

作图如下：

x 1

所以

RT

G x x E

2

1与1x 线性关系较好，选用van Laar 模型。 6-18 解： 由()[]12121x b A x x RT G E

-+=和()21212121x A x A x x RT G E +=，则

B A A -=21 B A A +=12

又有

()[]11221122

2

12ln x A A A x -+=γ ()[]22112212122ln x A A A x -+=γ

∑=i i E

x RT

G γ

1.活度系数

1.07321=γ 1.07961=γ

2.混合热

(

)1-2

2

mol 89.74J 10974.1150759.00701.0112

314.8?=??

? ??--??-=???

?

?

???-==?T RT

G RT H H E E

mix 3.超额熵

11-mol 0.189J 112

112314.80736.074.89-??=??-=-=K T G H S E E E

7-19 解：

1）353.15K 时有 31176.92l V cm mol -=?

31218.07l V cm mol -=?

113640.20

ln 16.678092.5953.54

s s p p kPa T =-

=

=-

247.39(s

p kPa =水蒸汽表）

1

112214250.115374.81a J mol a J mol --=?=?，则

exp

()j ij ij i

V a i j V RT

-Λ=

≠

12210.055241

0.682434Λ=Λ=

10.25x =，则

1221

11212212122121

ln ln()(

)0.819152x x x x x x x γΛΛ=-+Λ+-=+Λ+Λ

1221

22221112122121

ln ln()(

)0.220654x x x x x x x γΛΛ=-+Λ--=+Λ+Λ

122.268575

1.246892γγ==

气相视为理想气体，则有

s i i i i p x p y γ=

120.25 2.26857592.59233(10.25) 1.24689247.39

y p y p =??=-??，且121y y +=，则

120.54230.4577

96.83y y p kPa ===

2) 已知120.40.6

101.325y y p ===

假设迭代初始温度为0353.15T =，则 31176.92l V cm mol -=?

31218.07l V cm mol -=?

113640.20

ln 16.678092.5953.54

s s p p kPa T =-

=

=-

247.39(s

p kPa =水蒸汽表）

假设迭代初始1200 1.0γγ==，则 s i i i i p x p y γ=

1210.437726

10.562274x x x ==-=

计算1γ和2γ

1112214250.115374.81a J mol a J mol --=?=?，则

exp

()j ij ij i

V a i j V RT

-Λ=

≠

12210.055241

0.682434Λ=Λ=

1221

11212212122121

ln ln()(

)0.3782x x x x x x x γΛΛ=-+Λ+-=+Λ+Λ

1221

22221112122121

ln ln()(

)0.445035x x x x x x x γΛΛ=-+Λ--=+Λ+Λ

121.459655 1.560545γγ==

计算新的1s

p

1

211

122

()103.8835s

s s

y y p p p p γγ=+= 计算新的T

13640.20

53.54356.0146ln 16.6780

s T K p -=

+=-

以新的T 问初始温度进行上述迭代，注意水蒸气表的利用内插取值，每一步迭代中要用的i γ和s i p 为上次迭代的结果，直至收敛。

12121

2

0.02960.9704

11.3375

1.0100

120.8062.03359.85s s x x p kPa p kPa

T K

γγ=======

7-16 解：

气相视为理想气体，则有 s i i i i p x p y γ=

另

ln E

i i G x RT

γ=∑

1）11110.63424.4

2.23230.3002

3.1

s y p x p γ?=

==? ()()222210.63424.4

1.269410.30010.05

s

y p x p γ-?=

==-?

2）ln 0.300ln 2.2323(10.300)ln1.26940.4079E

i i G x RT γ==?+-?=∑ 3）

ln 0.2030id E E i i

mix mix x x G G G G RT RT RT RT RT

??=+=+=-∑ 4）活度系数大于1，故正偏差

化工热力学答案课后总习题答案详解

化工热力学答案_课后总习题答案详解 第二章习题解答 一、问答题： 2-1为什么要研究流体的pVT 关系？ 【参考答案】：流体p-V-T 关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。（2）利用可测的热力学性质（T ，P ，V 等）计算不可测的热力学性质（H ，S ，G ，等）。只要有了p-V-T 关系加上理想气体的id p C ，可以解决化工热力学的大多数问题。 2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。 【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。 2）临界点C 的数学特征： 3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线； 4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。 5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。 6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。 7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。 2-3 要满足什么条件，气体才能液化？ 【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。 2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？ 【参考答案】：不同。真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有 ()() () () 点在点在C V P C V P T T 00 2 2 ==?? ?

关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，r P 和ω。 2-5 偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？ 【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。 偏心因子不可以直接测量。偏心因子ω的定义为：000.1)p lg(7.0T s r r --==ω ， ω由测定的对比温度为0.7时的对比饱和压力的数据计算而得，并不能直接测量。 2-6 什么是状态方程的普遍化方法？普遍化方法有哪些类型？ 【参考答案】：所谓状态方程的普遍化方法是指方程中不含有物性常数a ，b ，而是以对比参数作为独立变量；普遍化状态方程可用于任何流体、任意条件下的PVT 性质的计算。普遍化方法有两种类型：（1）以压缩因子的多项式表示的普遍化关系式 (普遍化压缩因子图法)；（2）以两项virial 方程表示的普遍化第二virial 系数关系式(普遍化virial 系数法) 2-7简述三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别。 【参考答案】：三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别在于为了提高对比态原理的精度，引入了第三参数如偏心因子ω。三参数对应态原理为：在相同的 r T 和r p 下，具有相同ω值的所有 流体具有相同的压缩因子Z ，因此它们偏离理想气体的程度相同，即),P ,T (f Z r r ω=。而两参数对应状态原理为：在相同对比温度r T 、对比压力 r p 下，不同气体的对比摩尔体积r V （或压缩因子z ） 是近似相等的，即(,) r r Z T P =。三参数对应状态原理比两参数对应状态原理精度高得多。 2-8总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。 【参考答案】： 由于范德华方程（vdW 方程）最 大突破在于能同时计算汽、液两相性质，因此，理论上讲，采用基于vdW 方程的立方型状态方程能同时将纯气体和纯液体的性质计算出来（最小值是饱和液体摩尔体积、最大值是饱和气体摩尔体积），但事实上计算的纯气体性质误差较小，而纯液体的误差较大。因此，液体的p-V-T 关系往往采用专门计算液体体积的公式计算，如修正Rackett 方程，它与立方型状态方程相比，既简单精度又高。 2-9如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？ 【参考答案】：对于混合气体，只要把混合物看成一个虚拟的纯物质，算出虚拟的特征参数，如Tr ，

北京化工大学《化工热力学》2016-2017考试试卷A参考答案

北京化工大学2016——2017学年第一学期 《化工热力学》期末考试试卷 班级： 姓名： 学号： 任课教师： 分数： 一、（2?8=16分）正误题（正确的画√，错误的画×，标在[ ]中） ［√］剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。 ［×］Virial 方程中12B 反映了不同分子间的相互作用力的大小，因此120B =的气体混合物，必定是理想气体混合物。 ［√］在二元体系中，如果在某浓度范围内Henry 定律适用于组分1，则在相同的浓度范围内，Lewis-Randall 规则必然适用于组分2。 ［×］某绝热的房间内有一个冰箱，通电后若打开冰箱门，则房间内温度将逐渐下降。 ［×］溶液的超额性质数值越大，则溶液的非理想性越大。 ［×］水蒸汽为加热介质时，只要传质推动力满足要求，应尽量采用较低压力。 ［×］通过热力学一致性检验，可以判断汽液平衡数据是否正确。 ［×］如果一个系统经历某过程后熵值没有变化，则该过程可逆且绝热。 二、（第1空2分，其它每空1分，共18分）填空题 （1）某气体符合/()p RT V b =-的状态方程，从 1V 等温可逆膨胀至 2V ，则体系的 S ? 为 21ln V b R V b --。 （2）写出下列偏摩尔量的关系式：,,(/)j i E i T p n nG RT n ≠???=?????ln i γ，

,,(/)j i R i T p n nG RT n ≠???=??????ln i ?, ,,(/)j i i T p n nG RT n ≠???=?????i μ。 （3）对于温度为T ，压力为P 以及组成为{x}的理想溶液，E V =__0__， E H =__0__，/E G RT =__0__，ln i γ=__0__，?i f =__i f __。 （4）Rankine 循环的四个过程是：等温加热（蒸发），绝热膨胀（做功），等压（冷凝）冷却，绝热压缩。 （5）纯物质的临界点关系满足0p V ???= ????， 220p V ???= ???? ，van der Waals 方程的临界压缩因子是__0.375__，常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。 二、（5?6=30分）简答题（简明扼要，写在以下空白处） （1）简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度（假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体）。 剩余焓： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值； ②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓vap H ?（饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓）； ③通过00()T ig ig ig p p T H C dT C T T ?=≈-? 计算理想气体的焓变； ④通过R ig vap H H H H ?=-?-?得到剩余焓。 逸度： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据G H TS =-得到Gibbs 自由能(,)G T p ； ②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵，计算得到Gibbs 自由能0(,)ig G T p ；

《化工热力学》第三版课后习题答案

化工热力学课后答案 第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 封闭体系中有两个相βα, 。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系； 达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相 等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态 压力相等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 二、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =() 1121T P P R C ig P ??? ? ??--， U =( )11 2 1T P P R C ig P ??? ? ? ?--，H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 C 绝热过程的 W =( ) ???? ????? ? -???? ??--112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，Q = 0 ，U = ( ) ??????????-???? ??-11211ig P C R ig P P P R V P R C ，H =1121T P P C ig P C R ig P ??????????-???? ??。

化工热力学本科试卷A

泰山学院课程考试专用 泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与 工艺专业本科2007～2008学年第一学期 《化工热力学》试卷A （试卷共8页，答题时间120分钟） 一、 判断题（每小题1分，共15 分。请将答案 填在下面的表格内） 1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。 2、对于确定的纯气体来说，其维里系数B 、C 、……只是温度的函数。 3、孤立体系的熵总是不变的。 4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。 5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为2。 6、理想溶液中所有组分的活度系数均为1。 7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。 8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于1。 9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化0H ?为负值。 10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。 11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 12、对于理想溶液的某一容量性质恒有0i i M M =。 13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电 能的做功能力大于热能。 14、无论以Henry 定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义标准态 逸度，混合物中组分i 的活度和逸度的值不变。 15、逸度与压力的单位是相同的。

二、填空题（1-5题每空1分，6-11题每空2分，共25分） 1、在相同的初态下，节流膨胀的降温效果 （大于/小于） 等熵膨胀的降温效果。 2、恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为 （以i M 表示）。 3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时， 形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最 的沸点。 4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同/不 同)的。 5、当过程的熵产生 时，过程为自发过程。 6、当化学反应的温度不发生变化时，对体积增大的气相反应，增大压力，反 应进度 ，加入惰性气体反应进度 。 7、已知平衡压力和液相组成，用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温 度时，在假设的温度下算出1i y <∑，说明假设的温度 ， 应 ，重新计算，直到1i y =∑。 8、正丁醇（1）和水（2）组成液液平衡系统，25℃，测得水相中正丁醇的摩 尔分数为0.00007，而醇相中水的摩尔分数为0.26，则水在水相中的活度系数为 ，水在醇相中的活度系数为 。 9、某换热器内，冷热两种流体进行换热，热流体的流率为 -1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从500K 降为350K,冷流体的流率 也是-1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从300K 进入热交换器，该换热器表面的热损失-187000kJ h Q =-?，则冷流体的终态温度t 2= K,该换热过程的损耗功W L = kJ/h 。设300K T Θ=，冷热流体的压力变化可以忽略不计。

化工热力学(下册)第二版夏清第2章吸收答案

第二章 吸收 1. 从手册中查得 KPa 、25 ℃时，若100 g 水中含氨1 g ，则此溶液上方的氨气平衡分压为 KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H (kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解：（1） 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知：30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出： 以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则： 3333 31/17 0.582/1001 1000 0.582 /0.590/() 0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *= =+∴===? (2). 求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1/17 0.0105 1/17100/18 0.00974 /0.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ** **== = ===+=== 2. kpa 、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=×106x 表示。式中：P O2为氧在气相中的分压，kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。 解： 氧在空气中的摩尔分数为0.21.故： 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.4310 3.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小，故可以认为X x ≈ 即：2266.4310O O X x -≈=? 所以：溶解度6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg O kg H O m H O --????= =?=?????

化工热力学习题集及答案

模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ ） 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 T 温度下的过冷纯液体的压力P （ ） >()T P s <()T P s = ()T P s T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ ） >() T P s <() T P s =() T P s 纯物质的第二virial 系数B （ ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ） 第三virial 系数 第二virial 系数 无穷项 只需要理想气体方程 液化石油气的主要成分是（ ） 丙烷、丁烷和少量的戊烷 甲烷、乙烷 正己烷 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） 饱和液摩尔体积 饱和汽摩尔体积 无物理意义 偏心因子的定义式（ ） 0.7lg()1s r Tr P ω==-- 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- 1.0 lg()s r Tr P ω==- 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 关于偏离函数MR ，理想性质M*，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. * R M M M =- D. *R M M M =+ 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX2 = 0 b. X1dln γ1/dX 2+ X2 dln γ2/dX1 = 0 c. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX1 = 0 d. X1dln γ1/dX 1– X2 dln γ2/dX1 = 0 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）的偏摩尔量。 16 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将：( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 17．下列各式中，化学位的定义式是 ( ) 18．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是 。 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,]) ([.)([.])([.)([.??≡??≡??≡??≡μμμμ

化工热力学复习题及答案

第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）

化工热力学详细答案

化工热力学第二章作业解答 2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式 解 （1）用理想气体方程（2-4） V ＝RT P ＝68.3146734.05310 ??＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6） 从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ） 2 2.50.42748c c R T a p ==2 2.5 60.42748(8.314)(190.6)4.610???＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c c RT b p ==60.08678.314190.64.610 ???＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106＝ 58.3146732.98710V -?-?－0.553.224(673)( 2.98710) V V -+? 迭代解得 V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 (注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式 673 3.53190.6 r T T Tc === 664.053100.8814.610r P P Pc ?===? 因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。 由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1 B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2＝0.138 代入式（2-43） 010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTc ω=+=+?= 由式（2-42）得 Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ????=+=+?= ??????? V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 2.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算27 3.15K 时将CO 2压缩到比体积为 550.1cm 3·mol －1所需要的压力。实验值为3.090MPa 。 解： 从附录二查得CO 2得临界参数和偏心因子为 Tc ＝304.2K Pc ＝7.376MPa ω＝0.225

化工热力学习题集(附答案)

模拟题一 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ c ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ a ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ b ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ a ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ a ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ a ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ ） A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。

化工热力学(第三版)课后答案完整版_朱自强

第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1 试分别用下述方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情 况下的摩尔体积id V 为 33168.314(400273.15) 1.381104.05310id RT V m mol p --?+= ==??? （2） 用RK 方程求摩尔体积 将RK 方程稍加变形，可写为 0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ （E1） 其中 2 2.50.427480.08664c c c c R T a p RT b p == 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =, c p =，将它们代入 a, b 表达式得

2 2.5 6-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??==???? 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m mol --??==??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.15 2.9846104.05310 V -?=+?? 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?-??????+? 355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为 3535 20.56335355 331 3.2217(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610673.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?-??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近 似为 3311.39010V m mol --=?? （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RT a V b V b p pV V b pb V b -=+-++-

化工热力学课后答案

化工热力学课后答案(填空、判断、画图) 第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 2. 封闭体系中有两个相βα,。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系； 达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积 相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、 终态压力相等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径 无关。） 二、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =()1121T P P R C ig P ???? ??--，?U =() 1121T P P R C ig P ???? ??--，?H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ，?U = 0 ，?H = 0 。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是 超临界流体。）

化工热力学试卷三套与答案

一． 选择题（每题2分，共10分） 1.纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是温度的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 2.T 温度下的过冷纯液体的压力P （A 。参考P －V 图上的亚临界等温线。） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0.3，在一定的T ，P 下，8812.0?,9381.0?21==?? ，则此时混合物的逸度系数为 。（C ） A 0.9097 B 0.89827 C 0.8979 D 0.9092 4. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ ，则流体的熵变（ A ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.可正可负 5. Henry 规则（ C ） A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂 二、 填空题（每题2分，共10分） 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃，其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的 焓变为（1882.75）J/mol 。 2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变 化至P 2，则，等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1 ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω＝0.193，临界压力为p c ＝3.797MPa ，则在Tr ＝0.7时的蒸 汽压为（ 0.2435 ）MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T 0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp ， 则E xQ 的计算式为(0 (1)T xQ p T T E C dT T = - ? ）。

化工热力学答案

第二章 均相反应动力学习题 1. 【动力学方程形式】 有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为: 2 3.66A A dP P dt = 若转化为2 (/.)A kC A r mol hl =形式， 求相应的速率常数值及其单位。 2. [恒温恒容变压定级数] 在恒容等温下，用等摩尔H 2和NO 进行实验，测得如下数据： 总压（MPa ）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s ） 256 186 135 104 67 求此反应级数 3.[二级反应恒容定时间] 4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min 转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？ 4、【二级恒容非等摩尔加料】 溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C 4H 9Br+C 2H 5Na →Na Br+i-C 4H 9 OC 2H 5 (A) (B) (C) (D) 溴代异丁烷的初始浓度为C A0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为C B0=0.0762mol/l,在368.15K 测得不同时间的乙醇钠的浓度为： t(min) 0 5 10 20 30 50 C B (mol/l) 0.0762 0.0703 0.0655 0.0580 0.0532 0.0451 已知反应为二级，试求：（1）反应速率常数；（2）反应一小时后溶液中溴代异丁烷的浓度；（3）溴代异丁烷消耗一半所用的时间。 5. [恒温恒容变压定级数] 二甲醚的气相分解反应CH 3OCH 3 → CH 4 +H 2 +CO 在恒温恒容下进行，在504℃获得如下数据： t （s ） 0 390 777 1195 3155 ∞ Pt ×103（Pa ） 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1

化工热力学答案2

一、填空题（每题2分，共20分） 1. 正丁烷的偏心因子ω＝0.193，临界压力为p c ＝3.797MPa ，则在Tr ＝0.7时的蒸汽压为 （ 0.2435 ）MPa 。 2. 封闭系统中，温度为25℃的1mol 理想气体从10MPa ，0.3m3等温可逆膨胀到0.1MPa ， 30 m3，则所做的功为（-11.4kJ,RTln （p 2/p 1））。 3. 节流膨胀的Joule-Thomson 效应系数的定义式为（H J P T ??? ?????=μ） 4. 等熵效率的定义是对膨胀做功过程，（不可逆绝热过程的做功量）与（可逆绝热过程的做功量）之比 5. 温度为T 的恒温热源的热量Q ，其E xQ 的计算式为(E xQ ＝（1－T 0/T ）Q ）。 6. 对于理想气体，节流膨胀后温度（ 不变 ），作外功的绝热膨胀时，温度（下降）。 7. 液态水常压下从25℃加热至50℃，其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为 （1882.75）J/mol 。 8. 二元非理想溶液在极小浓度的条件下，其溶质组分遵守（Henry ）规则，溶剂组分遵守 （ Lewis-Randll ）规则。 9. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可表示为（ 0)/(=??T V p ）和（ 0)/(22=??T V p ）。 10. 对于孤立体系，熵增原理可采用（ 0dS ≥ ）表达式表示。 二、简答题：（每题5分，共20分） 1.分析改变蒸汽的参数如何改变Rankine 循环的效率。 2.写出稳流体系的熵平衡方程，并指出各项的含义。 答： 0i i j j Q m S m S S T δ-++?=∑∑? 产生入 出 3.写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义，并写出舍项维里方程的混合规则。 答：第二维里系数B 代表两分子间的相互作用，第三维里系数C 代表三分子间

(精选)化工热力学复习题及答案

《化工热力学》课程模拟考试试卷 A 开课学院：化工学院，专业：材料化学工程 考试形式： ，所需时间： 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 题对的写T ，错的写F) 1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 。 (A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 。 (A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 。 (A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。 (B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。 (C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ， G )。 (D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的 p -V -T 的问题。 4．对于流体混合物，下面式子错误的是 。 (A) lim i i i x M M ∞→=(B)i i i H U pV =+ (C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G = 5．剩余性质R M 的概念是表示什么差别的 。 (A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度 6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。 (A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态 (D) 气液不分状态

化工热力学模拟试题(1)及参考答案解析

第二篇模拟试题与参考答案

化工热力学模拟试题(1)及参考答案 一（共18分） 判断题（每题3分） 1 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小。 ( ) 2 若某系统在相同的始态和终态间，分别进行可逆与不可逆过程，则?S 不可逆>?S 可逆。 ( ) 3 由三种不反应的化学物质组成的三相pVT 系统，达平衡时，仅一个自由度。 ( ) 4 热量总是由TdS ?给出。 ( ) 5 不可逆过程孤立系统的熵是增加的，但过程的有效能是减少的。 ( ) 6 物质的偏心因子ω是由蒸气压定义的，因此ω具有压力的单位。 ( ) 二（共16分） 简答题（每小题8分） 1 Virial 方程()2 11''==+++??????pV Z B p C p RT ()212= =+++??????pV B C Z RT V V 如何证明： B B RT '= 22C B C (RT)-'= 2 水蒸气和液态水的混合物在505K 下呈平衡态存在，如果已知该混合物的比容为3-141cm g ?，根据蒸气表的数据计算混合物的焓和熵。已知在该温度下的饱和水蒸气性质 为： 三（15分） 用泵以756kg h ?的速度把水从45m 深的井底打到离地10m 高的开口储槽中，冬天为了防冻，在运送过程中用一加热器，将-131650kJ h ?的热量加到水中，整个系统散热速度为-126375kJ h ?，假设井水为2℃，那么水进入水槽时，温度上升还是下降？其值若干？假设动能变化可忽略，泵的功率为2马力，其效率为55％（1马力＝735W ）（视为稳流系统）。 四（20分） 一个Rankine 循环蒸气动力装置的锅炉，供给2000kPa ，400℃的过热蒸气透平，其流量-125200kg h ?，乏气在15kPa 压力下排至冷凝器，假定透平是绝热可逆操作的，冷凝器出口为饱和液体，循环水泵将水打回锅炉也是绝热可逆，求：（1）透平所做的功？（2）水泵所做的功？（3）每千克蒸气从锅炉获得的热量？已知2000kPa ，400℃过热蒸气的热力 学性质为：-1H 29452J g .=?，-1-1 S 71271J g K .=??；15kPa 压力下的乏气热力学性质为： 21kg cm -?、27℃压缩到268kg cm -?，并经级间冷却到27℃，设压缩实际功率1224kcal kg -?， 求级间冷却器应移走的热量，压缩过程的理想功、损耗功与热力学效率，设环境温度为27℃。已知甲烷的焓和熵数据如下：

化工热力学部分答案

1.什么是混合规则？其主要用途是什么？ 答：用纯物质的参数和混合物的组成来表示混合物参数的数学关系式称为混合规则。 一个EOS 可以使用不同的混合规则，一个混合规则也可以用于不同的EOS 。 （1）常用的混合规则 常用的混合规则是二次型混合规则： 其中，Q m 表示混合物的物性参数；y i 、y j 分别表示混合物中 i 组分和 j 组分的摩尔分数； Q ij 当下标相同时表示纯组分的物性参数，当下标不相同时表示相互作用项（或交叉项）。 二次型混合规则一般应用于非极性和弱极性混合物。 （2）混合物的第二Virial 系数 当用二项Virial EOS 计算真实流体混合物的PVT 性质时 混合物的第二Virial 系数B m 用下面的混合规则进行计算 其中y 表示混合物中各组分的摩尔分数。B ij 表示i 和j 之间的相互作用，i 和j 相同，表示同类分子作用，i 和j 不同表示异类分子作用。 （3）具有两个参数a 和b 的Cubic EOS van der Waals EOS ，RK EOS ，SRK EOS ，PR EOS 用于混合物时，混合物的参数am 和bm 可用下式计算 其中，交叉系数计算公式为 或 式中,δij 是两组分相互作用参数 2.什么是混合规则？它在处理真实流体混合物时起到什么作用？ 同上回答 3.写出稳流体系的熵平衡方程，并举例说明该方程的具体应用。并说明如何用熵产生S G 判断过程的自发性。 答：稳流体系的熵平衡方程 具体应用见课本例题 热力学第二定律可知： S G >0--不可逆过程 S G =0--可逆过程 可判断过程进行的方向 S G <0--不可能过程 3.在T-S 图上画出流体经节流膨胀和对外做功绝热膨胀时的状态变化，并比较两种膨胀的降温程度大小。 ∑∑ =i j ij j i m Q y y Q ∑∑ =i j ij j i m B y y B RT P B 1Z m +=ij i j j i m a x x a ∑∑ =i i i m b x b ∑ =jj ii ij ij a a )1(a δ-=j j ii ij ij a a a δ=G j j σ,j S T Q S =-?∑