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1、化工热力学课程综合复习资料一、单选题1.超临界流体是下列O条件下存在的物质。A、高于临界温度TC和高于临界压力PCB、临界温度Tc和高于临界压力PC下C、低于临界温度Tc和高于临界压力pcD、高于临界温度Tc和低于临界压力PC答案：A2.若Z为x、y的连续函数，有全微分dz=Mk+Ndy,则有（）。D、其他选项都不对答案：A3.下列哪个不是热力学基本方程（即四大微分方程）？A、dU=TdS-pdVB、1D、XWd&吃=O答案：C10.在一定温度、压力条件下，体系处于汽液平衡状态，则汽液平衡的判据是（）。A、/=犷B、小=乃&尸=产D、，=产答案：B11.混合物中组分i的逸度/既可以由逸度系数表
2、示，也可以由活度系数表示，具体的表达式不包括下列的（）。A、zyiiPB、=xYftaZyiip答案：c12.己知体系压力P与液相组成第，求泡点温度T与汽相组成处在实际进行计算时，需要da、给定温度的初始值B、假定各组分的活度系数H=IC、给定汽相组成V的初始值答案：A13.用yp=x亿p:进行汽液平衡计算时，除了可以直接测定的人p、K和Xi之外只需要对饱和蒸气压和活度系数进行计算，其中计算活度系数可以选用相应的活度系数模型，下列（）模型不在选用范围。A、Wilson方程B、van Laar 方程C、SRK方程D、NRTL方程答案：C14.稳定流动过程.，以过程的设备为体系，即为稳流体系。下列
3、O不是其特点。A、9 dr2掰 t/ + + Z=OIsystB、”C、m = =inOLltD、$。答案：C15.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数学表达式为（）。A,AH=-MB、AH=QC、7=0答案：C16.流体经过节流阀门或多孔塞等绝热过程时，其能量平衡方程可化简为OoA,W=sB、H=OC、AH=Q答案：B17.从状态1变化到状态2,可通过可逆过程A到达，也可以通过不可逆过程B到达,则这两个过程的懒变（）。A、ASa=ASbB、SaSbC、5a0C、dSsu110D、（dSsyst+d5surr）N0答案：C19.过热蒸汽经绝热可逆膨胀，对外
4、做功为M,经过计算此过程的理想功为Wd,则IWKIl（）Ws.A、大于B、等于C、小于D、不能确定答案：B20流体（7Kpi）经节流膨胀后，流体的温度（）。A,不变B,下降C、增加D,前三者都有可能答案：D21.指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸气压时，则物质的状态为（）。A、饱和蒸汽上超临界流体&过热蒸汽0、液体答案：C22.下列O不属于偏摩尔性质计算过程中的常用工具。A、集合公式B、截距公式C、道尔顿分压定律D,GibbS-DUhem方程答案：C23.相平衡判据（或相平衡准则），不包括下列（）。A、各相的温度相等B、各相的压力相等C、各相的逸度相等D、各组分i在各相中的组分逸度
5、相等答案：C24热力学第一定律的本质是（）。A、能量守恒B、质量守恒C燃守恒D、爆守恒答案：A25.下列（）是不具有轴功的设备。A、泵B、压缩机C,换热器氏透平答案：C二、判断题1.室温下加压可使天然气变成液化天然气，天然气的主成分甲烷7：=-82.55C,R=4.60MPao答案：错2在Lo或者g8时，任何的状态方程都还原为理想气体方程。答案：对3.Virial方程中尻反映了异分子间的相互作用力，因此瓦=O的气体必定是理想气体混合物。答案：错4偏心因子a表示分子的偏心度或非球性，对简单球形流体（氢、氟、筑）的3=0。答案：对5.偏心因子可用于正常流体，也可用于H人He等量子流体或强极性流体和
6、氢键流体。答案：错6.普遍化压缩因子法适用于对比压力r2的范围。答案：错7.普遍化方法只是估算的方法，它不能用来代替P=可靠的实验数据。答案：对8.原则上，由状态方程和理想气体定压热容CP模型就可以计算所有均相封闭体系热力学性质的变化值。答案：对9.真实气体的定压热容Cp只是温度的函数。答案：错10.理想气体的定容热容CV是T和V的函数。答案：错IL偏摩尔性质的定义可表示为畔2=用。答案：错12.二元混合溶液，若己知一个组分A的摩尔性质，以及另一组分B的偏摩尔性质，则可利用GibbS-DUheE方程通过积分的方法，求解出A组分的偏摩尔性质。答案：对13.浓硫酸用水稀释配制酸溶液的过程中出现放热
7、现象，这说明混合过程中，溶液的混合婚变A后0。答案：对14.逸度也是一种热力学性质，溶液中组分，的分逸度与溶液逸度的关系为In/=之Xjn才。答案：错15.当压力PfO时，J7pf81,答案：错16.对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合Henr规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。答案：对17.对二元体系，若得到的X呈线性关系，则可以判断该溶液符合VanIaar玉三方程。答案：错18.在（轻组分I-重组分2）体系的汽液平衡中，,x,y20=在孤立体系中一切能够自发进行的过程都必须是烟值增大的过程，而当燃值增加到最大时，体系就达到平衡状态，此即为过程的最大
8、限度。只有可逆过程才使孤立体系的嫡值保持不变。7请给出化工过程能量分析的三种方法，分别指出每种方法的特点，并简单比较。答案:(1)能量衡算法：以热力学第一定律为基础，以能量平衡方程为依据。从能量转换的数量关系来评价过程和装置在能量利用上的完善性。缺点：只能计算出能量的损失值,不能揭示过程不可逆性而引起的能量损失。(2)埔分析法：以热力学第一与第二定律为基础，能够计算不可逆过程的嫡产生量，以损失功作为主要评价指标。缺点：不能确定排出体系物流和能流的可用性，以及由此造成的炮损失。(3)炮(有效能)分析法：以热力学第一、第二定律为基础，通过蜘平衡方程来确定过程或装置的炮损失和爆效率，可指出过程蜘损失
9、的大小、原因及分布情况，还能判断单体设备的能量利用情况和节能潜力。能量衡算法仅能表达能量转换的数量关系，而炳分析法与爆分析法所得的结果是一致的，且炮分析法能够计算排出体系的能流和物流损失，分析更为全四、计算题1.己知氯仿(1)和甲醇(2)组成的二元溶液，在50C时，各组分的无限稀释活度系数分别为=2.3,疗=7.0,饱和蒸汽压分别为：P：=67.58kPa,=17.63kPa请问：假定该体系服从VanLaar方程，请计算50C时与Xl=O.3成平衡关系的汽相组成。在5(TC时由纯组分混合形成ImOl上述溶液的G值。己知Van Laar方程式如下:4答案：解： 对VanLaar方程：Iny2 =
10、j &1。2A=In7；=In2.3=0.833%=iny；=In7.0=1.946用=0.3时，两组分的活度系数为= 0.5948fl+0183303为工JL9460.7ln2=rT=0.04676II0.833x0.3；.%=1,8126%=】(幽ylp=,ipiy=%Pa，p=%p+%p;=0.31.8126x67.58+0.71.048X17.63=49.68kPa.0.31.812667.58_.，汽相组成为ItM=li1=0.740P49.68(2)在5(TC由纯组分混合形成溶液(组成Xl=O.3)的AG值ZiG=A?ZwIn(A0= In 1.5700.65lnl.295j=0.
11、9726勾=InyJl +里UJI r2)由57小羽2I O.35 In 1.5702= 1.921(2)Xl=O.25时，两组分的活度系数为后力=弘I &*2+0.97260.9726x0.251.921x0.75了 = 0,7121.921f11 1-921x0.75 0.9726 X 0.25 J= 0.0401l=2.0382=1.(1丫ylp=pl,%口=%P；二夕=F%P；+Wy2虐=0.25X2.038X78.26+0.751.04164.53=90.25kPa/.汽相组成为：y=三血=。3*2038X78.26=442p90.253.乙醇(1)一苯(2)恒沸混合物的组成Xl=O
12、.448,其在常压(101.325kPa)下的沸点为68.2C,如果气相可视为理想气体，液相服从VanLaar方程。并己知纯组分在68.2”C下的饱和蒸汽压分别为：Pl=66.87kPa,Pi=68.93kPa忐1C求：(I)vanLaar力程的吊数；(2)68.2C时与戈I=O.3成平衡关系的汽相组成)。己知VanLaar方程式如下：In片=74其中/=ln% 1 +玉里竺I 玉 In %答案：解：（1）由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液/.VLE时有：ylp=lrtp对恒沸点有Y=$二%=p/1=12Lp： 66.87= 1.5152 = !2L2 卢 68.93=1.4700.
13、552* In 14叫0.448x1111.515)&=In力 l+ln% =lnl.470 10.448xln 1.515+ .552xlnl.47)= 1.355计算VanLaar方程的方程常数：=o448,X2=O.552Al=In%1+I%=In1.5151In %1.907 1.907x0.3(1.355x0,7；r = 0.1918 l,3550.7Y(+ 1.907x0.3；（2）Xl=O.3时，两组分的活度系数为-0,7420%=2.1002=1.211，y=*%口；P=X2%Pi工P=Xl%P；+%虐=0.32.166,87+0.71.21Ix68.93=100.56kPa生
14、IeIZr口xYPO.3O2.1OOX66.87.汽相组成为：Y=HrL=P100.564.己知正丙醇（1）-甲苯（2）共沸混合物的组成XI=O.6,其在101.325kPa下的沸点为926C,且在此温度下，Pi=85.04kPa,P；=58.96kPa。如果气相可视为理想气体，液相服从Margules方程。试计算92.6C与川=0.2时的泡点压力及与之成平衡的汽相组成已知Margules方程式如下：In%=A2+2(4|-&)xJIn%=片&+2(Ai2-A2l)x2其中 A，= 土卢In%+迎堂.F-X212 In K% =-LVhF+ ziX尤2答案:解：(1)由于汽相可以视为理想气体，
15、而液相为非理想溶液.,VLE时有：yiP=xiPt对恒沸点有=匕.r,=p/PiP101.325匕=1.191,pj85EP101.325V=-=1.7192p；58.96计算Margules方程的方程常数A2=玉二卢Inyt+也=1,5874=ln%+Z=175(2)X尸0.2时，两组分的活度系数为111%=X?A?+2(A,112)=o.91O2Iny2=斗4+2(&)玉=0.07341=2.4852=1.076.y,pxpNP=WP;.P=M%尸：+玄/p:=0.22.48585.04+0.81.07658.96=93.02kPa.汽相组成为：yV/； 0.2x2.485x85.04= 0.4545.在一定温度下，二元溶液的摩尔嬉为:7/=5x1+10+15x,x2(kJmol)试求组分1和2的偏摩尔燃h和凡表达式(用；n表示)。答案：解：用X2=15化简题给表达式77=5%+IOX&+15xij51+1CK1-)+15xl(1-X1)=10+10x-15x；dHd%10-30x1用解析法求解组分1的偏摩尔嬉77dH、dHHJ=H-JC2-=H+(1x1)ax2dx=10+IOXl-15xi2(l-x1)(10-30x)=20-30M+15H2 = H-xidHJx1=10+1Oxl-15xl2-1(10-30xi)=10+I5x12
