化工熱力學(xué)名詞解釋

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載化工熱力學(xué)名詞解釋1、(5 分) 偏離函數(shù)： M RMM * 指氣體真實(shí)狀態(tài)下的熱力學(xué)性質(zhì)M 與同一 T，P下當(dāng)氣體處于理想狀態(tài)下熱力學(xué)性質(zhì)M*之間的差額。2、 (5 分 ) 偏心因子：lg(P s )Tr 0. 71.000表示分子與簡單的球形流體（氬，氪、氙）分r子在形狀和極性方面的偏心度。3、 (5 分 ) 廣度性質(zhì)4、 (5 分 ) R-K 方程 (Redlich-Kwong方程 )M i( nM )T ,P ,n j i5、 (5 分 ) 偏摩爾性質(zhì)：偏摩爾性質(zhì)ni在T、P和其它組分量 nj均不變情況下， 向無限多的溶液中加入1mol 的組分 i 所引起的一系列熱力

2、學(xué)性質(zhì)的變化。6、 (5 分 ) 超額性質(zhì)：超額性質(zhì)的定義是ME = M -M id，表示相同溫度、壓力和組成下，真實(shí)溶液與理想溶液性質(zhì)的偏差。EEEM與 M 意義相同。其中 G 是一種重要的超額性質(zhì)，它與活度系數(shù)7、 (5 分 ) 理想溶液：理想溶液有二種模型（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）：fidf idi = Xifi（ LR）和i = Xiki（ HL）有三個(gè)特點(diǎn)： 同分子間作用力與不同分子間作用力相等，混合過程的焓變化， 內(nèi)能變化和體積變化為零，熵變大于零，自由焓變化小于零。8、(5 分) 活度：化工熱力學(xué)簡答題1、 (8 分 ) 簡述偏離函數(shù)的定義和作用。偏離函數(shù)定義， M RM M *指氣體真實(shí)狀態(tài)下

3、的熱力學(xué)性質(zhì)M 與同一 T，P下當(dāng)氣體處于理想狀態(tài)下熱力學(xué)性質(zhì)M*之間的差額。如果求得同一T，P下M R，則可由理想氣體的 M* 計(jì)算真實(shí)氣體的 M 或 M。2、(8 分) 甲烷、乙烷具有較高的燃燒值，己烷的臨界壓力較低，易于液化，但液化石油氣的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷， 而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。試用下表分析液化氣成分選擇的依據(jù)。物質(zhì)臨界溫度臨界壓力正常沸點(diǎn)燃燒值Tc，Pc，atmTB，kJ/g甲烷-82.6245.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5學(xué)習(xí)好資料歡迎下載正丁烷 151.937.43-0.

4、549.6正戊烷 196.4633.3236.0549.1正己烷 234.429.8068.7548.4（ 1）雖然甲烷具有較高的燃燒值，但在它的臨界溫度遠(yuǎn)低于常溫，而乙烷的臨界溫度也低于夏天的最高溫度，也就是說，即使壓力再高，也不能使它們液化。（ 2）盡管己烷的臨界壓力較低，但它的正常沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于常溫，即在常溫它不易氣化，不利于燃燒。3、 (6 分 ) 工程上常見的汽液平衡問題有哪些類型？4、 (6 分 ) 相平衡的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)用熱力學(xué)的普遍原理來檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。檢驗(yàn)的基本公式是Gibbs-Duhem方程。該方程確立了混合物中所有組分的逸度（或活度系數(shù)） 之間的相互關(guān)系。常用的方法是

5、面積檢驗(yàn)法和點(diǎn)檢驗(yàn)法。 汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性是判斷數(shù)據(jù)可靠性的必要條件，但不是充分條件。 3. 相平衡的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)5、 (6 分 ) 卡諾定理的主要內(nèi)容是是么？所有工作于等溫?zé)嵩春偷葴乩湓粗g的熱機(jī)，以可逆熱機(jī)效率最大，所有工作于等溫?zé)嵩春偷葴乩湓粗g的可逆熱機(jī)其效率相等，與工作介質(zhì)無關(guān)。 max 1 T2/T16、 (6 分 ) 如何利用熱力學(xué)第一定律測量濕蒸汽的干度？采用節(jié)流原理， 當(dāng)濕蒸汽充分節(jié)流后變?yōu)檫^熱蒸汽， 測定過熱蒸汽的溫度、 壓力得知過熱蒸汽的焓值，從而求得濕蒸汽的干度。7、 (6 分 ) 什么是理想功、損失功？理想功是指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆

6、的過程進(jìn)行時(shí)，理論上可以產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功。損失功時(shí)指給定相同的狀態(tài)變化時(shí)的不可逆實(shí)際功與理想功之間的差值。Wl=Wac-Wid在熱功轉(zhuǎn)化的實(shí)際熱機(jī)循環(huán)中，將 5Mpa、40 水在鍋爐中定壓加熱到400的過熱蒸汽。（ 1） 計(jì)算其過程的焓變。工程中常采用水的熱力學(xué)圖或表來查詢過程始態(tài)和終態(tài)的焓值進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)技術(shù)員小張使用不同來源的水蒸汽表或圖（均是正式的權(quán)威出版物，數(shù)據(jù)可靠）查到同一狀態(tài)點(diǎn)的焓值 h 值竟相差較大，為什么？工程中使用熱力學(xué)性質(zhì)圖、表來求解熱力學(xué)過程的焓變、熵變時(shí)要注意什么問題。（ 2） 請(qǐng)自行給出已知條件，計(jì)算工質(zhì)在鍋爐所吸收的熱量 Q。（ 答題時(shí)只需給出解題的步

7、驟和方法，不必給出具體結(jié)果）（ 1）狀態(tài)（ T、P）的焓值 H 是相對(duì)于某一基準(zhǔn)態(tài)的焓值。 1 分如基準(zhǔn)態(tài)規(guī)定不同， 同一狀態(tài)點(diǎn)（T、P）其焓值也是不同的。 小張遇到問題，因不同來源水蒸汽圖或表的焓值基準(zhǔn)態(tài)規(guī)定不同造成的。 4 分學(xué)習(xí)好資料歡迎下載要注意問題：所查詢過程始態(tài)和終態(tài)的焓值的基準(zhǔn)態(tài)應(yīng)相同 。 2 分（2）對(duì)鍋爐進(jìn)行能量衡算 Q + W = H + （1/2 ）C 2 + (gh ) 1 分W 0 (gh) 0 （1/2 ）C 2 01分 Q H1 分方法一： H = H2- H 1KJ/Kg查水蒸汽圖或表的始、末態(tài)的焓值。1 分方法二：設(shè)計(jì)過程計(jì)算焓變（1 分）5Mpa、40水 5

8、Mpa飽和水 5Mpa飽和水蒸汽 5Mpa 、400的過熱蒸汽。t2據(jù)熱容進(jìn)行顯熱計(jì)算H1Cpdt(t1)KJ/Kg，據(jù)汽化潛熱進(jìn)行相變熱Cp t2計(jì)算。t1ln1x22 (0.52x1 )1、 二元體系的活度計(jì)算式ln2x12 (1.52x2 ) 的模型是否有合理？請(qǐng)分析說明。如果該模型合理，則應(yīng)滿足G-D方程 x1d(ln 1 )x2d(ln2)0 1 分x1 d(ln 1 )x2d(ln2 )1 分而 x1d(ln 1)(1 x2 ) x2 (56x2 ) 1 分dx2dx2dx2x d(ln2 )x2(1x )(6x5)1分該模型合理222dx22、請(qǐng)舉兩個(gè)例子簡單說明熱力學(xué)第二定律在

9、實(shí)際中的應(yīng)用。（ 1）夏天從低溫?zé)嵩矗ǚ块g）將熱量移到高溫?zé)嵩矗ōh(huán)境）以實(shí)現(xiàn)制冷的效果，（1 分）該過程是不能自發(fā)進(jìn)行的（1 分）。而借助空調(diào)消耗電功，則制冷循環(huán)就可自發(fā)進(jìn)行了，即可將熱量從低溫?zé)嵩匆频礁邷責(zé)嵩础＃? 分）（ 2）冬天從低溫?zé)嵩矗ōh(huán)境）將熱量移到高溫?zé)嵩矗ǚ块g）以實(shí)現(xiàn)供熱的效果，（ 1分） 該過程是不能自發(fā)的（ 1 分）。而借助空調(diào)消耗電功，則熱泵供熱循環(huán)就可自發(fā)進(jìn)行了。（ 1 分）1寫出穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律的一般形式；當(dāng)流體流經(jīng)泵和流經(jīng)換熱器時(shí)系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律的簡化形式。答：穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式為：H1u2g z Q Ws2(1)流體流經(jīng)換熱器傳質(zhì)設(shè)備W

10、s=0；另外，考慮動(dòng)能項(xiàng)和勢能項(xiàng)與焓變之間的數(shù)量級(jí)差別，動(dòng)能項(xiàng)和勢能項(xiàng)可以忽略，即 1 u 20 ， g z0 ；因此，穩(wěn)流系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律可化簡為：HQ 流體流2經(jīng)泵、壓縮機(jī)、透平等設(shè)備在數(shù)量級(jí)的角度上，動(dòng)能項(xiàng)和勢能項(xiàng)不能與焓變相比較，可以忽略，即1u 20 ，2學(xué)習(xí)好資料歡迎下載g z0 ；即：HQWs 若這些設(shè)備可視為與環(huán)境絕熱，或傳熱量與所做功的數(shù)值相比可忽略不計(jì)，那么進(jìn)一步可化簡為：HWs2完成相平衡體系求解過程框圖。假設(shè)體系為部分理想系，已知總壓及液相各組成，求該體系溫度及汽相組成( 為某一有限小數(shù)) 。解：汽相中組分i 分逸度系數(shù)?V，飽和蒸汽中純組分 i 的逸度系數(shù)Sii組分

11、 i 在汽相分逸度系數(shù)?V1， ?S1ii已知 P， xis計(jì)算：yi計(jì)算：Pi假設(shè)： Ti公式： yii xiPisPNo，重新調(diào)整T輸出 T， yiyi 11、 以二元溶液為例，寫出三種計(jì)算偏摩爾性質(zhì)的方法，要求寫出詳細(xì)計(jì)算方法，步驟或所需的公式。2、 （1）圖解法，如圖示。（ 2）公式法（ 3）偏摩爾混合變量法（ 4）由定義式（ 5）有吉布斯杜亥姆方程。2、寫出開系穩(wěn)流過程的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式，并舉一應(yīng)用實(shí)例。h1u2gZqWs （以 1Kg 為基準(zhǔn)）2對(duì)于換熱過程，12Z，12h q。， ghu g Z q Ws Ws =02u =0=02換熱量可由過程的焓變化求出。（舉例可任意）證

12、明題：某二元溶液的偏摩爾焓可由如下方程表示：H 1H 1Bx22AH 2H 2Bx12A式中： H1、 H2 分別為純組分 1 和 2 的焓， A、 B 是溫度和壓力的函數(shù)；問：從熱力學(xué)角度考慮該對(duì)方程是否合理？解：等 T，等 Px idM i 0 x1dH1 x 2dH 2 0 x1dHdH 20x 2dx1dx1學(xué)習(xí)好資料歡迎下載d H 1d H 2左式 =右式x1 dx2x2dx1x12Bx2 x 2 2Bx1即從熱力學(xué)角度考慮該對(duì)方程合理。1、試證明單組分系統(tǒng)T S 圖上等壓線的斜率大于零。. 解：T( TH ) pTHS pHSH pS pHHTT pC pSpTTS p0C p2、出真實(shí)溶液的超額焓VE 與混合過程焓變化V 的關(guān)系并說明原因。解：HEH H idH EHH id對(duì)于理想溶液：H id0H EHH EHH idH EH EH3、試按熱力學(xué)觀點(diǎn)分析如下活度系數(shù)方程的正確性（A、B 僅是 T、P 的函數(shù)）：ln 1Ax 222(A - B)ln 2 B