化工熱力學(xué)復(fù)習(xí)題及答案

1、化工熱力學(xué)課程模擬考試試卷 A 開課學(xué)院：化工學(xué)院，專業(yè)：材料化學(xué)工程 考試形式： ，所需時(shí)間： 分鐘考生姓名： 學(xué)號： 班級： 任課教師： 題 序一二三總分1234512得 分評卷人一、基本概念題(共40分，每小題2分(選擇、填空與判斷題，判斷題對的寫T，錯(cuò)的寫F1理想氣體的壓縮因子，但由于分子間相互作用力的存在，實(shí)際氣體的壓縮因子 。(A 小于1 (B 大于1 (C 可能小于1也可能大于1 (D 說不清楚2甲烷，處在時(shí)，甲烷的壓力為 。(A 15.33MPa (B 2.7594 MPa； (C 1.3797 MPa (D 1.1746 MPa3關(guān)于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是 。

2、(A 可以解決由于實(shí)驗(yàn)的p-V-T數(shù)據(jù)有限無法全面了解流體p-V-T行為的問題。(B 可以解決實(shí)驗(yàn)的p-V-T數(shù)據(jù)精確度不高的問題。 (C 可以從容易獲得的物性數(shù)據(jù)(p、V、T、x來推算較難測定的數(shù)據(jù)(H，U，S，G。(D 可以解決由于p-V-T數(shù)據(jù)離散不便于求導(dǎo)和積分，無法獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)以外的p-V-T的問題。4對于流體混合物，下面式子錯(cuò)誤的是 。(A (B(C 理想溶液的， (D 理想溶液的， 5剩余性質(zhì)的概念是表示什么差別的 。(A 真實(shí)溶液與理想溶液 (B 理想氣體與真實(shí)氣體(C 濃度與活度 (D 壓力與逸度 6純物質(zhì)在臨界點(diǎn)處的狀態(tài)，通常都是 。(A 氣體狀態(tài) (B 液體狀態(tài)(C 固體狀

3、態(tài) (D 氣液不分狀態(tài)7關(guān)于化工熱力學(xué)研究內(nèi)容，下列說法中不正確的是( 。(A 判斷新工藝的可行性 (B 反應(yīng)速率預(yù)測(C 化工過程能量分析 (D 相平衡研究8對單位質(zhì)量，定組成的均相流體系統(tǒng)，在非流動條件下有 。(A (B (C (D 9對1mol符合Van der Waals狀態(tài)方程的氣體，有 。(A (B (C (D 10汽液平衡關(guān)系的適用的條件_ _。(A 無限制條件 (B 低壓條件下的非理想液相(C 理想氣體和理想溶液 (D 理想溶液和非理想氣體11在條件下，高分子溶液中溶劑的熱力學(xué)性質(zhì)為零的是 。(A 過量偏摩爾混合熱 (B 過量偏摩爾混合熱(C 過量化學(xué)位 (D 過量偏摩爾熱力學(xué)

4、能12在條件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用參數(shù)為 。(A >0 (B <0(C =0 (D =1/213當(dāng)物體的溫度大于其臨界溫度、壓力大于其臨界壓力時(shí)，該物體所處的狀態(tài)稱為超臨界流體。 ( 14若忽略動能或位能的變化，穩(wěn)流過程的能量平衡式為：，則該式對可逆與不可逆過程均適用。 ( 15工程上，制冷循環(huán)的實(shí)際軸功可按下式計(jì)算：。 ( 16對絕熱混合過程，物系熵變。 ( 17物系狀態(tài)變化時(shí)所具有的最大作功能力稱為理想功，它的數(shù)值大小與環(huán)境狀態(tài)無關(guān)。 ( 18理想溶液 ， 。19對二元溶液，溶液性質(zhì)M與其組份的偏摩爾性質(zhì)和之間的關(guān)系為 。20節(jié)流過程為 過程?？赡娼^

5、熱壓縮（膨脹）過程為 過程。二、計(jì)算題(50分，共5小題，每小題10分1試用普遍化Virial方程計(jì)算丙烷氣體在378K、0.507MPa下的剩余焓和剩余熵。已知丙烷的物性參數(shù)為：、。剩余焓與剩余熵的計(jì)算公式為：；其中：； ，、分別為對比溫度和對比壓力。2在473K、5MPa下二元?dú)怏w混合物的逸度系數(shù)滿足下列關(guān)系：，式中，為組分1和組分2的摩爾分率，試求、的表達(dá)式，并求出當(dāng)時(shí)的、各為多少？已知：。3已知環(huán)己烷(1苯酚(2二元系統(tǒng)在144的氣液平衡形成恒沸物，恒沸物組成。已知144時(shí)物質(zhì)的飽和蒸氣壓，。該溶液的過量Gibbs函數(shù)與組成的關(guān)系為，其中B僅是溫度的函數(shù)。求該二元系在時(shí)的平衡壓力及氣相

6、組成，假設(shè)氣相近似為理想氣體。已知：活度系數(shù)與過量偏摩爾Gibbs函數(shù)之間的關(guān)系為；汽液相平衡關(guān)系符合關(guān)系式。題二、4小題附圖4 某冷凍裝置每小時(shí)必需獲得冷凍量 ，它采用氨蒸汽壓縮制冷循環(huán)。該循環(huán)的運(yùn)行如下圖所示，并已知各關(guān)鍵點(diǎn)的焓值為 ， ， ，試求該制冷循環(huán)中每 氨的冷凍能力 ，氨的循環(huán)速率 ，壓縮機(jī)所需的功 ，制冷系數(shù) 。已知制冷系數(shù)為 5在溫度308K下的PS-環(huán)己烷溶劑，當(dāng)溶液濃度為，其滲透壓為4.3Pa，試根據(jù)Flory-Huggins溶液理論求此溶液的第二Virial系數(shù)、Flory-Huggins相互作用參數(shù)、PS的和PS的分子量。已知Virial方程為，相互作用參數(shù)與溶解度參

7、數(shù)的關(guān)系為，環(huán)己烷的摩爾體積為。三、簡答題(10分，每小題5分何為高分子理想溶液？試比較小分子理想溶液與高分子理想溶液的不同點(diǎn)。可用Flory-Huggins相互作用參數(shù)和第二Virial系數(shù)來判斷溶劑優(yōu)劣試問它們分別為何值時(shí)，溶劑是高分子化合物的良溶劑、溶劑、非溶劑以及高分子在上述三種溶液中的熱力學(xué)特征和形態(tài)是怎樣的?化工熱力學(xué)課程模擬考試試卷 A(答案 開課學(xué)院：化工學(xué)院，專業(yè)：材料化學(xué)工程 考試形式： ，所需時(shí)間： 分鐘考生姓名： 學(xué)號： 班級： 任課教師： 題 序一二三總分1234512得 分評卷人一、基本概念題(共40分，每小題2分(選擇、填空與判斷題，判斷題對的寫T，錯(cuò)的寫F1理想

8、氣體的壓縮因子，但由于分子間相互作用力的存在，實(shí)際氣體的壓縮因子 (C 。(A 小于1 (B 大于1 (C 可能小于1也可能大于1 (D 說不清楚2甲烷，處在時(shí)，甲烷的壓力為 (C 。(A 15.33MPa (B 2.7594 MPa； (C 1.3797 MPa (D 1.1746 MPa3關(guān)于建立狀態(tài)方程的作用，以下敘述不正確的是 (B 。(A 可以解決由于實(shí)驗(yàn)的p-V-T數(shù)據(jù)有限無法全面了解流體p-V-T行為的問題。(B 可以解決實(shí)驗(yàn)的p-V-T數(shù)據(jù)精確度不高的問題。 (C 可以從容易獲得的物性數(shù)據(jù)(p、V、T、x來推算較難測定的數(shù)據(jù)(H，U，S，G。(D 可以解決由于p-V-T數(shù)據(jù)離散

9、不便于求導(dǎo)和積分，無法獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)以外的p-V-T的問題。4對于流體混合物，下面式子錯(cuò)誤的是 (D 。(A (B(C 理想溶液的， (D 理想溶液的， 5剩余性質(zhì)的概念是表示什么差別的 (B 。(A 真實(shí)溶液與理想溶液 (B 理想氣體與真實(shí)氣體(C 濃度與活度 (D 壓力與逸度 6純物質(zhì)在臨界點(diǎn)處的狀態(tài)，通常都是 (D 。(A 氣體狀態(tài) (B 液體狀態(tài)(C 固體狀態(tài) (D 氣液不分狀態(tài)7關(guān)于化工熱力學(xué)研究內(nèi)容，下列說法中不正確的是( B 。(A 判斷新工藝的可行性 (B 反應(yīng)速率預(yù)測(C 化工過程能量分析 (D 相平衡研究8對單位質(zhì)量，定組成的均相流體系統(tǒng)，在非流動條件下有 (A 。(A (B

10、(C (D 9對1mol符合Van der Waals狀態(tài)方程的氣體，有 (A 。(A (B (C (D 10汽液平衡關(guān)系的適用的條件_(B _。(A 無限制條件 (B 低壓條件下的非理想液相(C 理想氣體和理想溶液 (D 理想溶液和非理想氣體11在條件下，高分子溶液中溶劑的熱力學(xué)性質(zhì)為零的是 (C 。(A 過量偏摩爾混合熱 (B 過量偏摩爾混合熱(C 過量化學(xué)位 (D 過量偏摩爾熱力學(xué)能12在條件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用參數(shù)為 (D 。(A >0 (B <0(C =0 (D =1/213當(dāng)物體的溫度大于其臨界溫度、壓力大于其臨界壓力時(shí)，該物體所處的狀態(tài)稱

11、為超臨界流體。 ( T 14若忽略動能或位能的變化，穩(wěn)流過程的能量平衡式為：，則該式對可逆與不可逆過程均適用。 ( T 15工程上，制冷循環(huán)的實(shí)際軸功可按下式計(jì)算：。 ( F 16對絕熱混合過程，物系熵變。 ( T 17物系狀態(tài)變化時(shí)所具有的最大作功能力稱為理想功，它的數(shù)值大小與環(huán)境狀態(tài)無關(guān)。 ( F 18理想溶液 1 ， 。19對二元溶液，溶液性質(zhì)M與其組份的偏摩爾性質(zhì)和之間的關(guān)系為 。20節(jié)流過程為 等焓 過程。可逆絕熱壓縮（膨脹）過程為 等熵 過程。二、計(jì)算題(50分，共5小題，每小題10分1試用普遍化Virial方程計(jì)算丙烷氣體在378K、0.507MPa下的剩余焓和剩余熵。已知丙烷的

12、物性參數(shù)為：、。剩余焓與剩余熵的計(jì)算公式為：；其中：； ，、分別為對比溫度和對比壓力。解：，2在473K、5MPa下二元?dú)怏w混合物的逸度系數(shù)滿足下列關(guān)系：，式中，為組分1和組分2的摩爾分率，試求、的表達(dá)式，并求出當(dāng)時(shí)的、各為多少？已知：。解：，則：，又，因此，當(dāng)p=5MPa，時(shí)，3已知環(huán)己烷(1苯酚(2二元系統(tǒng)在144的氣液平衡形成恒沸物，恒沸物組成。已知144時(shí)物質(zhì)的飽和蒸氣壓，。該溶液的過量Gibbs函數(shù)與組成的關(guān)系為，其中B僅是溫度的函數(shù)。求該二元系在時(shí)的平衡壓力及氣相組成，假設(shè)氣相近似為理想氣體。已知：活度系數(shù)與過量偏摩爾Gibbs函數(shù)之間的關(guān)系為；汽液相平衡關(guān)系符合關(guān)系式。解：，則：

13、，由氣液相平衡關(guān)系及恒沸點(diǎn)關(guān)系知：，代入數(shù)據(jù)得：，解得當(dāng)，；同理，題二、4小題附圖4 某冷凍裝置每小時(shí)必需獲得冷凍量 ，它采用氨蒸汽壓縮制冷循環(huán)。該循環(huán)的運(yùn)行如下圖所示，并已知各關(guān)鍵點(diǎn)的焓值為 ， ， ，試求該制冷循環(huán)中每 氨的冷凍能力 ，氨的循環(huán)速率 ，壓縮機(jī)所需的功 ，制冷系數(shù) 。已知制冷系數(shù)為 解：5在溫度308K下的PS-環(huán)己烷溶劑，當(dāng)溶液濃度為，其滲透壓為4.3Pa，試根據(jù)Flory-Huggins溶液理論求此溶液的第二Virial系數(shù)、Flory-Huggins相互作用參數(shù)、PS的和PS的分子量。已知Virial方程為，相互作用參數(shù)與溶解度參數(shù)的關(guān)系為，環(huán)己烷的摩爾體積為。解：，因?yàn)榄h(huán)己烷是PS的溶劑，因此，。根據(jù)，已知，而，因此三、簡答題(10分，每小題5分：何為高分子理想溶液？試比較小分子理想溶液與高分子理想溶液的不同點(diǎn)。解答：在溫度下，高分子溶液的過量化學(xué)位為零，是高分子理想溶液。亦即溶液的情況，此時(shí)高分子“鏈段