化工熱力學(xué)期末試卷

1、化工熱力學(xué)試題(B)卷(200320XX年度第二學(xué)期化學(xué)工程與工藝專業(yè)01級(jí)，2004.6)學(xué)號(hào)姓名成績(jī).選擇題(每題1分)1 .超臨界流體是下列條件下存在的物質(zhì)。A.高于Tc和高于PcB.高于Tc和低于PcC.低于Tc和高于PcD. Tc和Pc2 .對(duì)理想氣體有A. (?H/?P)t0C. (?H/?P)t=03 .混合氣體的第二維里系數(shù)A .僅為T的系數(shù) B. T和P的函數(shù) C . T和組成的函數(shù) D . P和組成的函數(shù)4 .某氣體符合P=RT/(V-b)狀態(tài)方程，從V1等溫可逆膨脹至 V2,則體系的嫡變?yōu)?A. RTln(V 2-b)/(V 1-b)B. 0C. Rln(V 2-b)/(

2、V 1-b)D. RlnV 2/V 1.5 .對(duì)于蒸汽動(dòng)力循環(huán)要提高熱效率，可采取一系列措施，以下說法不正確的是,A.同一 Rankine循環(huán)動(dòng)力裝置，可提高蒸氣過熱溫度和蒸汽壓力B.同一 Rankine循環(huán)動(dòng)力裝置，可提高乏氣壓力。C.對(duì)Rankine循環(huán)進(jìn)行改進(jìn)，采用再熱循環(huán)。D.對(duì)Rankine循環(huán)進(jìn)行改進(jìn)，采用回?zé)嵫h(huán)。6 .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 ,A.鍋爐加熱鍋爐進(jìn)水B .回?zé)峒訜崞骷訜徨仩t進(jìn)水C.冷凝器加熱冷凝水D.過熱器再加熱7 .某壓縮制冷裝置的制冷劑在原冷凝器的出口P,T,現(xiàn)T比原冷凝壓力下的飽和溫度低了5度，其它不變 則制冷循

3、環(huán)。A.冷量增加，壓縮功耗不變；B.冷量不變，壓縮功耗減少C.冷量減少，壓縮功耗減?。籇.冷量增加，壓縮功耗增加8 .二元非理想極稀溶液，其溶質(zhì)和溶劑分別遵守A. Henry 定律和 Lewis-Randll 規(guī)則.B. Lewis-Randll 規(guī)則和 Henry 定律.C.拉烏爾規(guī)則和 Lewis-Randll規(guī)則. D. Lewis-Randll規(guī)則和拉烏爾規(guī)則.9.1. Pitzer提出的由偏心因子 3計(jì)算第二維里系數(shù)的普遍化關(guān)系式是 ,式中B, B1可由Tr計(jì)算出。A. B=B 0B1 w B. B=B 0+B1 wC. BPc/RT=B 0+B1 coD. B=B%+B10 .對(duì)氣

4、體僦其偏心因子w,等于A. 1 B. 0 C. 2 D. 311 .混合物中組分i的逸度的完整定義式是。A. dG(_)i=RTdlnf(A)i,f)i/(Y i P)=1B. dG(_)i=RTdlnf(A)i,f)i/P=1C. dGi=RTdlnf( A)i,fi =1 ；D. dG(_)i=RTdlnf( A)i,f)i =112 .一封閉體系經(jīng)過一變化，體系從25c恒溫水浴吸收熱量8000KJ,體系嫡增25KJ/K,則此過程A.可逆的B.不可逆的C.不可能的13 .苯(1)和環(huán)己烷(2)在303K, 0.1013Mpa 下形成 X 1=0.9溶液。此條件下 V1=89.96cm3/m

5、ol,V2=14 9.4cm3/mol, V( )1=89.99cm 3/mol, V()2=111.54cm3/mol,則過量體積 VE=cm3/mol。A. 0.24;B.0;C.七.24D.0.5514.按第二定律，無論什么過程體系的嫡變。A. 0C.=0D.不確定15.1. 想氣體從同一初態(tài)V1作等溫可逆膨脹或絕熱可逆膨脹到達(dá)相同的終態(tài)壓力，則等溫可逆膨脹后體積V 2與絕熱可逆膨脹后體積V 2相比。， ， . ， A. V2 = V 2B. V2V 2 C. V2 V 2D.不確定16 .節(jié)流效應(yīng)T-P圖上轉(zhuǎn)化曲線是表示的軌跡。A.尸0B. j017 .下列偏摩爾性質(zhì)與溶液性質(zhì)關(guān)系式中

6、，正確的是 n mol溶液性質(zhì)，nM=。A. niM(一 )iB. EM( - )iC. xiM(一 )iD. BM( - )i18 .對(duì)無熱溶液，下列各式能成立的是。A. SE=0, VE=0B. SE=0, AE=0 C. GE=0, AE=0 D. H E=0 , GE= -TSE19 .下列方程式中以正規(guī)溶液模型為基礎(chǔ)的是。A. NRTL 方程B. Wilson 方程C. Margules 方程D .Flory-Huggins 方程20.戊醇和水形成的二元?dú)庖阂合嗥胶鉅顟B(tài)，其自由度 F=oA. 0B . 3 C. 2 D. 1二.填空題(每格1分)1 .純物質(zhì)P-V圖臨界等溫線在臨界點(diǎn)

7、處的斜率 ,曲率為。2二元混合物烙表達(dá)式為H=X 1H1+X2H2+a X1X2,如選同溫同壓下符合Lewis-Randll規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)就有 4H=.3等溫等壓下二元溶液組分的活度系數(shù)與組成之間關(guān)系，按Gibbs-Duhem方程X 1dln =。4 .單位質(zhì)量穩(wěn)流體系能量平衡方程是。5 .當(dāng)T, P 一定時(shí)，非理想溶液混合性質(zhì)變化 G=。6 .在表格空格處填入合理的性質(zhì)和關(guān)系(每格0.5分)iMM = SXiiln fln ln ir三.簡(jiǎn)答題(每題5分)1.偏摩爾性質(zhì)2 .有效能3 .相平衡準(zhǔn)則4 .剩余性質(zhì)四.綜合題383k, 1.2MPa,1. (12分)氨冷凝器用冷卻水將氣態(tài)氨冷凝為液

8、氨，冷凝器進(jìn)出口參數(shù)：氨進(jìn)口: Hi=1897kJ/kg , Si=9.010KJ/ (kg.K)氨出 口： 305k, 1.2MPa, H2=565.2kJ/kg , S2=4.689KJ/ (kg.K)水進(jìn)口： 293k, 0.1MPa, H3=84.10kJ/kg , S3=0.297KJ/ (kg.K)水出口： 303k, 0.1MPa, H4=125.81kJ/kg , S4=0.435KJ/ (kg.K)假設(shè)冷凝器與周圍環(huán)境無熱交換，環(huán)境溫度To=298K。試求：(1)冷凝1Kg汽氨耗用冷卻水量(4分)；(2)冷凝1Kg汽氨總損耗功(8分)。2. (12分).設(shè)一制冷能力(冷凍量)

9、為 41800 kJ/h帶節(jié)流閥的氨冷凍循環(huán)裝置，蒸發(fā)溫度-15.C,冷凝溫度25?c ,過冷度為5?C 。假設(shè)壓縮機(jī)絕熱不可逆運(yùn)行，其等嫡效率為 80%。求(1)在T S圖上表示此循環(huán)過程；(3分)(2)每小時(shí)制冷劑的循環(huán)量(3分)(3)壓縮機(jī)功耗；(3分)(4)循環(huán)制冷系數(shù)。(3分)(已 知壓縮機(jī)進(jìn)口處氨的次含為1644 kJ/kg ,如果 經(jīng)可逆絕熱壓縮出口處氨的始為1866kJ/kg ,冷凝器出口過冷氨的烙是514.6 kJ/kg.),并說明過程特點(diǎn)：如3. （12分）在T-S圖上畫出下列各過程所經(jīng)歷的途徑（注明起點(diǎn)和箭頭方向）A G=0（1）飽和液體節(jié)流膨脹；（3分）（2）飽和蒸汽可

10、逆絕熱膨脹；（3分）（3）從臨界點(diǎn)開始的等溫壓縮；（3分）（4）過熱蒸汽經(jīng)冷卻冷凝為過冷液體（壓力變化可忽略）。（3分）4. （14分）乙醇（1苯（2）體系45C下達(dá)汽液平衡時(shí)， P=302mmHg, xi=0.616, 45C下蒸汽 壓Ps1=172mmHg , Ps2=222mmHg。氣相可視為理想氣體，此體系可用GE/RT=Cx1X2式關(guān)聯(lián)，C為常數(shù)，求（1） ln 丫和ln x表達(dá)式；（6分）（2） 45?C下此體系是否存在共沸物？如存在，試計(jì)算恒沸點(diǎn)組成和恒沸點(diǎn)處平衡蒸汽總壓。（8分）設(shè) C=1.74 ?；崃W(xué)試題（B卷）解答：（2004.6.）選擇題12345678910111

11、21314151617181920ACCCBBAACBACADBADDCD二.填空1.0 ,0 2. ?H = a X1X23. X2d In 2 , =04. ?H+1/2?u 2+g? Z=Q+Ws5. ?G=RT 匯)iln ( yxi)6.MiM = 2 X iln(f(A)i/Xi)In flnf= Kln(f(A)i/xi)In ()In In=匯加()In iyGE/ (RT)GE/RT=ZIn iT三、名詞解釋1、偏摩爾性質(zhì)：在給定的T, P和組成下，向含有組分i的無限多的溶液中加入1摩爾的組分i所引起一系列熱力學(xué)性質(zhì)的變化。2、有效能：體系從所處的狀態(tài)達(dá)到與環(huán)境相平衡的可逆過

12、程中，對(duì)外界作出的最大有用功稱為 該體系在該狀態(tài)下的有效能。3、相平衡準(zhǔn)則：各相的溫度、壓力相同外，各相中各組分的分逸度(化學(xué)位)必須相等。4、剩余性質(zhì)：氣體在真實(shí)狀況下的熱力學(xué)性質(zhì)與在同一溫度、壓力下當(dāng)氣體處于理想狀態(tài)下熱 力學(xué)性質(zhì)之間的差額。四綜合題1.第一定律，Q=0, W=0, ?H=0, 1* ( 1897-565.22) =G 水(125.81-84.1 )G 水=31.93kg氨冷凝器作孤立體系，?Sl=G k?S 水+1*?S 氨=31.93 (0.435-0.297) + (4.689-9.010) =0.0853kJ/kg 氨冷凝水Wl=To?Sl=298*0.0853=25.41 kJ/kg 氨冷凝水2.1)如左圖3. (1)?H=0 (2) ?S=0 ?T=0 (4) ? P=04. (1) lnri=?(nG E/RT)/ ?n T,p,n2=cx22，同理 lnr2= cxi22=0.1475c2=0.3795clnri=ln(y iP/xiPis)=ln(y i*302/0.616*172)=ln(2.8503y i)=c x22=c*0.384 lnr2=ln(y2P/x2P2s)=ln(y2*302/0.384*222)=ln(3.5426y