化工热力学期末考试A卷及答案.doc

化工热力学期末试题（A）卷 20072008年 使用班级化学工程与工艺专业05级 班级 学号 姓名 成绩 一选择1纯物质在临界点处的状态，通常都是 D 。A气体状态 B液体状态 C固体状态 D气液不分状态2关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 B 。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。3虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。. A 。A正确 B错误4甲烷Pc=4.599MPa,处在Pr=0.6时，甲烷的压力为 B 。A7.665MPa B2.7594 MPa； C1.8396 MPa 5理想气体的压缩因子Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 C 。A 小于1 B大于1 C可能小于1也可能大于1 6对于极性物质，用 C 状态方程计算误差比较小，所以在工业上得到广泛应用。AvdW方程，SRK； BRK，PRCPR，SRK DSRK，维里方程7正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力Pc=3.797MPa 则在Tr=0.7时的蒸汽压为MPa。 A 。A正确 B错误8剩余性质MR的概念是表示什么差别的 B 。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 9对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有 A 。AdH = TdS + Vdp BdH = SdT + Vdp CdH = -SdT + Vdp DdH = -TdS -Vdp10对1mol符合Van der Waals状态方程的气体，有 A 。A(S/V)T=R/(v-b) B(S/V)T=-R/(v-b)C(S/V)T=R/(v+b) D(S/V)T=P/(b-v)11吉氏函数变化与P-V-T关系为，则的状态应该为 C 。AT和P下纯理想气体 BT和零压的纯理想气体 CT和单位压力的纯理想气体12关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 B 。A纯物质无偏摩尔量 BT，P一定，偏摩尔性质就一定。C偏摩尔性质是强度性质 D强度性质无偏摩尔量 。13活度的表达式是 A 。A； B ； C ； D 。14等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A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 。A增加 B减小 C不变 D不一定15苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，=89.99cm3/mol，=111.54cm3/mol，则过量体积VE= A cm3/mol。A0.24 B0C-0.24 D0.5516在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为 B 。A(水)(汽) B(汽)(水) C(水)(汽) D无法确定17二元非理想极稀溶液, 其溶质和溶剂分别遵守 A 。AHenry定律和Lewis-Randll规则. BLewis-Randll规则和Henry定律.C拉乌尔规则和Lewis-Randll规则. DLewis-Randll规则和拉乌尔规则.18能用于汽液平衡同时计算汽相和液相体积的状态方程是 A 。ASRK方程 BPV=RT C范德华方程 D截断维里方程19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 B 。A饱和液相摩尔体积 B饱和汽相摩尔体积 C无物理意义20混合物的逸度f与组分逸度之间的关系是 D 。Af= Bf=Cf= Dlnf=21 偏摩尔性质的表达式为 B 。A B C D 22不可逆过程中孤立体系的 D 。A总熵总是增加的， 也是增加的。B总熵总是减少的， 也是减少的。C总熵是减少的， 但是增加的。 D总熵是增加的，但是减少的。 23一封闭体系经过一变化，体系从25恒温水浴吸收热量8000kJ，体系熵增25kJ/K，则此过程是 C 。 A 可逆的 B不可逆的 C 不可能的 24体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变存在 A 。A（S环）可逆（S环）不可逆C（S环）可逆 = （S环）不可逆 D（S环）可逆= 025在101.3kPa下四氯化碳（1）-乙醇（2）体系的恒沸点是和64.95，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa，恒沸体系中液相的活度系数为 A 。ABC26某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了5度，则制冷循环 A 。 A冷量增加，功耗不变 B冷量不变，功耗减少 C冷量减少，功耗减小 D冷量增加，功耗增加27气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 B 。 A增加 B减少 C不变 D不确定28 吸收式制冷循环中解吸器，换热器，吸收器和泵这一系统的作用相当于另一类制冷循环的_C_ A节流阀 B膨胀机 C压缩机29关于做功和加热本领的描述，不正确的是 C 。A压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。B温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。C温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。 D放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。30损失功也是过程可逆与否的标志，因此有 C 。AWL=T0*S体 BWL=T0*S环 CWL=T0*S总 DWL=-T0*S总31理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作 D 膨胀A等温 B等压 C等焓 D等熵32相同的压力下，对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度 A 。A大 B小 C相同33制冷剂进入压缩机时的状态是 C 。A流体 B汽液混合状态 C饱和蒸汽或过热蒸汽34评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是 D 。A单位制冷量 B制冷剂每小时循环量 C压缩机消耗功率 D制冷系数35吸收式制冷是消耗 B 而实现制冷的目的A功 B热能 C机械能36对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度，则其热效率 C 。A有所提高，乏气干度下降 B不变，乏气干度增加 C有所提高，乏气干度增加 D热效率和干度都不变37关于制冷原理，以下说法不正确的是 D 。A任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。B只有当，经节流膨胀后，气体温度才会降低。C在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。D任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。38如当地冷却水温度为常年18，则氨制冷循环的冷凝温度应选 C 。A18； B8； C28； D48。39同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率 B 。A 相同 B低 C高 D不一定40卡诺制冷循环的制冷系数与 B 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稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T0,而与具体的变化途径无关。 A 。A正确 B错误42Wilson活度系数关联式基于 A 。A无热溶液理论B正规溶液理论C理想溶液理论D电解质溶液理论43下列二元系统的活度系数表达式（为常数），可接受的是 D 。ABCD44Henry规则 C 。A适用于理想溶液的溶质和溶剂；B仅适用于溶质组分；C适用于稀溶液的溶质组分4590，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系统可视为完全理想系。此条件下蒸汽压为：，则汽液平衡组成分别是 A 。A0.576, 0.773B0.773, 0.576C0.424, 0.227D0.227, 0.42446容积1m3的刚性封闭容器中盛有水与水蒸汽混合物，其压力，质量为5kg，则干度x= C 。A0.569B0.659C0.431D0.34147二元气体混合物的摩尔分数，在一定的T, P下，则此时混合物的逸度系数为 C 。A0.9097B0.9827C0.8979D0.919248由纯组分形成理想溶液时，其混合熵Sid A 。A0； B=0； C 0 B. 1 B. = 0 C. = 1 D. 1 9. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 。A. 增加 B 减少 C不变 D. 不能确定10. 对同一朗肯循环装置，在绝热条件下如果提高汽轮机入口蒸汽压力，而温度等其余条件不变，则其热效率 。A. 有所提高，乏气干度下降 B. 不变，乏气干度增加 C. 有所提高，乏气干度增加 D. 热效率和干度都不变11. 一气体符合的状态方程，在等温下当气体从V1可逆膨胀至V2时，则体系的熵变S为 。A、 B、 C、12. 溴化锂-水吸收制冷循环过程的制冷剂是 。 A、水 B、溴化锂和水 C、溴化锂13. 蒸汽压缩制冷循环中，制冷剂的蒸发温度为200K,冷凝温度为250K，则理论上该制冷装置的制冷系数为 。 A、2.8 B、0.85 C、4.014. 作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分蒸汽去 。A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过热器再加热15. 水处于饱和蒸气状态，其自由度为 ，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要 个独立状态参数的已知条件。A、 0，1 B、 1，1 C、 2，1 D. 1，216. 对于某一温度压力下的流体混合物，下面式子错误的是 。A、 B、C、理想溶液的 D、理想溶液的 17. 冬天要给-10房间供热取暖，消耗500的功率给房间供热，采用可逆热泵循环（空调）、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ 。A热泵 B. 两者相等 C. 电热器 D.没法比较。18. 二元气体混合物的摩尔分数，在一定的T, P下，则此时混合物的逸度系数为 。A0.9097B0.9827C0.8979D0.919219. 如当地冷却水温度为常年18，则氨制冷循环的冷凝温度应选 。A18； B8； C28； D48。20. 90，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系统可视为完全理想系。此条件下蒸汽压为：，则汽液平衡组成分别是 。A0.576, 0.773B0.773, 0.576C0.424, 0.227D0.227, 0.4242填空题（每空1分，共20分）1普遍化三参数求取压缩因子Z的方法有 和 。在Vr2时应采用 。2稳定流动系统热力学第一定律可写成 ，它应用于绝热节流的简化形式是 ，应用于换热器的简化形式是 ，应用于离心泵的简化形式是 。3对理想溶液,H= ,S= ，G = 。4同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率 。5在二氧化碳PVT关系测定实验中，当体系温度25一般测得CO2的泡点压力稍 露点压力，而理论上CO2在该状态时泡点压力 露点压力（或=）。6 等温条件下,二元体系中超额自由焓函数与组分i的活度系数的关系为 。7在真实气体混合物P0时，组分的逸度系数等于 。8. Gibbs-Duhem方程有多种形式，主要用途有：(1)、检验实验测得 的正确性；（2）、检验 的正确性；(3)、从一个组元的偏摩尔量推算另一组元的 （二元体系）。9.说出下列汽液平衡关系适用的条件：(1)_ ；(2) _ 。3.简答证明题（共20分）1. （5分）利用稳定流动体系热力学第一定律设计（画出）测量某管道内压力为P1的湿蒸汽干度示意图，标出需要测量的参数并讲述原理。2. （5分）由水蒸汽性质表查得100和0.101325MPa时水的有关性质如下，试计算该条件下汽、液相的摩尔Gibbs自由焓。本题计算结果说明了什么问题？，3. （5分）已知：，证明 4. （5分）右图为逆卡诺循环的T-S图，问该逆卡诺循环能否作为蒸汽压缩制冷循环并说明原因？如不能应作如何改进（同时在图上标出）？指出蒸汽压缩制冷循环的构成。南京工业大学 第18页 共6页答案1.单项选择题（每题1分，共42分）本题解答（用A或B或C或D）请填入下表：题号12345678910答案ACCCAADDBA题号11121314151617181920答案BACBBDACCA2填空题（每空1分，共15分）1普遍化压缩因子图法，普遍化维里系数法，普遍化维里系数法2，30，4低5，=6 718热力学数据，热力学函数关系或热力学模型，偏摩尔量9无限制条件 ,低压条件下的非理想液相3.简答证明题（共15分，其中3）、4）题请任选一题）1. 答：采用节流装置测量湿蒸汽的干度。原理是当湿蒸汽充分节流后变为过热蒸汽，测得过热蒸汽的温度、压力后得知过热蒸汽和湿蒸汽的焓值，从而求得湿蒸汽的干度。测量过程为等焓过程，由水蒸汽表查得过热蒸汽在P2、T2时的焓值H2，再查出压力为P1时饱和蒸汽焓和饱和液体焓，设湿蒸汽的干度为x，则有： 2. 答：解：于得和即有 本题计算结果表明在100和0.101325MPa条件下，水的汽液两相处于平衡状态。3. 证明：，=4. 解：不能。改进方法：1）把绝热可逆压缩过程12安排在过热蒸汽区，使湿蒸汽变为干气。2）把原等熵膨胀过程改为45的等焓节流膨胀过程。蒸汽压缩制冷循环由四步构成：12 低压蒸汽的压缩23 高压蒸汽的冷凝35 高压液体的节流膨胀，P ，T51低压液体的蒸发 25 化工热力学试题（A）卷 20112012年度 使用班级化学工程与工艺专业09级 班级 学号 姓名 成绩 二、 资格考试1.单项选择题（每题1分，共40分）1Pitzer提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是（ C ）。A. B. C. D. 2关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ C ）A.判断新工艺的可行性。 B.化工过程能量分析。 C.反应速率预测。 D.相平衡研究3纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于（ B ）。A. -1 B. 0 C.1 D. 不能确定4、范德华方程与RK方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，处于中间的实根是 C 。A.饱和液体体积 B.饱和蒸汽体积 C.无物理意义 D.饱和液体与饱和蒸汽的混合体积5某真实气体符合状态方程，a、b为常数。则当该气体进行绝热膨胀时，膨胀后气体的温度 D 。A、升高 B、降低 C、不变 D、不能确定6流体流过保温良好的换热器、反应器、混合器等设备时稳流体系热力学第一定律的最简数学表达式为CA.H=-Ws B. H=Q C. H=0 D. H1/2u2=Q7下列论述错误的是 B 。AP-R方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。B. R-K方程能同时应用于汽、液两相计算，准确度较高。C.活度系数可以大于1也可小于1。 D.压缩因子可以大于1也可小于1。8下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（ D ）。A. B. C. D. 9. 对于流体混合物，下面式子错误的是 D 。A、 B、C、理想溶液的 D、理想溶液的 10关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( B )A纯物质无偏摩尔量 。 BT，P一定，偏摩尔性质就一定。C偏摩尔性质是强度性质。 D. 偏摩尔自由焓等于化学位。11对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有 A 。A. B. C. D. 12对1mol符合Van der Waals状态方程的气体，有 B 。A. B. C. D. 13对液相是非理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ B ）。A. B. C. D. 14.无论什么过程，根据热力学第二定律，孤立体系熵变（ D ）。A. =0 B. C. 0D. 15.冬天要给-10房间供热取暖，消耗500的功率给房间供热，采用可逆热泵循环（空调）、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？ A A热泵 B. 两者相等 C. 电热器 D.没法比较。16要加热50的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（ A ）A.60的热水 B.80的热水 C.100的饱和蒸汽， D. 120的过热蒸汽17.高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个可逆过程的工质熵变为20KJ/（kg.K），另一个不可逆过程的工质熵变 C KJ/（kg.K）。A、大于20 B、小于20 C、等于20 D、不能确定。18二元气体混合物的摩尔分数，在一定的T, P下， ，则此时混合物的逸度系数为 B 。A0.9097B0.8333C0.7849D0.919219关于做功和加热本领的描述，不正确的是（ C ）A. 压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。B. 温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。C. 温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。 D. 放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。20. Wilson方程在工程设计上获得广泛应用，以下不正确的描述为 DA. 引入了局部组成的概念以及温度对活度系数的影响，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。21等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A浓度的增加而减小，则B的偏摩尔体积将随B浓度的增加而( B )A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定22对无热溶液，下列各式能成立的是 ( D ).A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE23 偏摩尔性质的表达式为 B 。A B C D24一封闭体系经过一变化，体系从25恒温水浴吸收热量7000kJ，体系熵增25kJ/K，则此过程是 B 。 A 可逆的 B不可逆的 C 不可能的 25体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变存在 B 。A（S环）可逆 （S环）不可逆 B （S环）可逆 1B. 1C. =1D. =02.问答题（共20分）1）（4分）依据有效能的观点 判断两股热流有效能的大小：（1）5kJ、1000；（2）10kJ、100。设环境温度为25，环境压力为0.1 MPa, ，从计算分析可得出什么样的结论？ 解: 5kJ, 1000C的热量所具有的有效能是（T0298K）*5=3.83 kJ （1.5分）10kJ, 100C的热量所具有的有效能是（T0298K）*102.01 kJ （1.5分）由此可见，5kJ, 1000C的热源比10kJ, 100C的热源的有效能高。 （1分）2） （4分）指出真实溶液的超额焓HE与混合过程焓变化H的关系并说明原因。 答： 对于理想溶液： 3） （4分）某纯流体若服从关系式，b为常数，写出逸度系数的表达式。 答：