化工热力学期末试卷(B卷)及答案-期末考题-(郑州大学2002级)

20XX级化工热力学课程试题（B卷）合分人：复查人：一、选择题（每小题1分，共20分）分数评卷人1．汽液平衡计算方程式yiP=γixiPiS适用于（）A．完全理想体系B．化学体系C．非理想体系D．完全非理想体系2．气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是（）A．μj=0B．μj0C．μj0D．不确定3．已知溶液的xi与γi，则溶液超额自由焓GE的计算式为：（）A．GE=RTiixlnB．GE=RTiixlnC．GE=RTiixxlnD．GE=RTiixln4．下列关系式哪个适用于理想溶液（）A．ΔV=HE=ΔGE=ΔiH=0B．ΔiV=ΔiiiSGU=0C．iV=iiiSGU=0D．ΔS=ΔGSE=G=05．在众多状态方程式中，能从理论上加以证明的是（）A．R——K方程B．维里方程C．范德华方程D．马丁-候方程6．常压下某液体沸腾时，保持不变的热力学性质是（）A．摩尔体积B．摩尔熵C．摩尔自由焓D．摩尔内能7.混合物的逸度f与组分逸度if之间的关系是（）A．f=iifx^B．f=if^C．f=iifx^lnD．lnf=iiixfx/ln^题号一二三四五六七总分分数附件18．由于温差引起两个物系之间进行热交换，那么包括这两个物系的绝热体系的熵变为（）A．正值B．负值C．零D．不定值9．维里方程PV=a（1+B`P+C`P2+……）中a等于（）A．RT+BB．RTC．R2TD．RT210．已知Wilson方程中121221212112221211)ln(lnxxxxxxx，那么，lnγ1∞=（）A．1-ln2112B．1-ln1221C．1D．ln122111．在同一温度下，单组分体系T—S图上各等压线随熵值的增大，压力将（）A．增大B．减小C．不变D．不一定12．理想功实现的条件为（）A．完全不可逆B．完全可逆C．部分可逆D．部分不可逆13．对理想的气体混合物，下列关系式正确的是（）A．iiB．1iC．=1D．Pi14．可逆绝热膨胀过程的特征是（）A．等焓B．等熵C．等温D．等压15．绝热可逆膨胀过程线在T—S图上是（）A．是平行于横坐标的直线B．是平行于纵坐标的直线C．是沿等焓线变化的D．是沿等干度线变化的16．三参数普遍化方法中的普压法的应用条件是（）A．Vr2B．Vr2C．Vr=2D．Tr417．偏摩尔性质是（）A．强度性质B．容量性质C．超额性质D．剩余性质18．判断恒温恒压条件下化学反应达到平衡时的公式是（）A．0iixB．0iiC．dε=0D．0lniix19．某体系进行不可逆循环时的熵变为（）A．ΔS体系﹥0，ΔS环境=0B．ΔS体系=0，ΔS环境﹥0C．ΔS体系=0，ΔS环境=0D．ΔS体系﹥0，ΔS环境﹥020．若物系被要求冷却到-15℃，则氨制冷循环中，氨蒸汽温度应该选以下哪一种温度为宜（）A．-15℃B．-10℃C．-20℃D．-45℃二、填空题：（每空1分，共10分）分数评卷人1．第二维里系数B是物性及的函数。2．体积膨胀系数的定义式为：PTVV1那么，理想气体的体积膨胀系数为。3．γi1的二元共沸物系,是具有压力共沸点的物系。4．超额性质定义为：5．Li^V^iff的条件是6．复杂反应体系中，物质摩尔数ni与反应进度εj之间的普遍关系式是。7．汽液平衡数据热力学一致性校验的理论依据是。8．组分逸度等于分压的气体是。9．能量平衡时以热力学为基础，有效能平衡时以热力学为基础。三、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”。每小题1分，共10分）分数评卷人1．普遍化三参数求取压缩因子z的方法有普维法和普压法两种，在Vr≥2时,应采用普压法。（）2．流体流经透平时,所做的可逆轴功pdV-ws。()3．体系熵增大的过程必为不可逆过程。（）4．当压力趋近于零时，剩余焓ΔH‘＝0（）5．理想气体等温压缩过程的焓ΔH＝0（）6．三参数普遍化方法中，第二维里系数B与偏心因子ω的关系是：B=B0+ωB17．以Lewis－Randall定则为基础，其标准态逸度fi0为溶液温度和压力下所对应的纯祖分i的逸度fi。（）8．活度系数的数值取决于真实溶液的性质，与标准态的选择性无关。（）9．γi1的体系的恒沸点为最低温度恒沸点。（）10．二元完全理想体系中i组份的汽液平衡比Ki=Pis/P。（）四、简答题（每小题5分，共10分）分数评卷人1试证明单组分系统T－S图上等压线的斜率大于零。2指出真实溶液的超额焓VE与混合过程焓变化ΔV的关系并说明原因。五、论证题（5分）分数评卷人试按热力学观点分析如下活度系数方程的正确性（A、B仅是T、P的函数）：B)-(A2Axln221A)-(B2xln212B六、计算分析题：（共45分）分数评卷人1某工厂采用氨压缩制冷，制冷能力Q0=200000kJ·h-1，操作条件如右图，且已知：H1=1661kJ·kg-1，H2=1890kJ·kg-1，H4=560kJ·kg-1，H5=535kJ·kg-1求：（1）制冷剂循环量（kJ·h-1）；（2）压缩机消耗功率（kW）；（3）该循环的制冷系数；（4）冷凝器的热负荷。2.计算500K，100KJ恒温热源具有的有效能与无效能分别为多少？T0=298K。3.某二元体系50℃的液相组成为x1=30%(mol分率)，P1s=0.431KPa,P2s=24.9KPa,假设汽相是理想气体混合物，液相的活度系数分别为γ1＝2.92，γ2＝1.17，试计算该体系汽液平衡时的汽相组成和平衡压力。4．某气体在300K,1.013×105Pa下可视为理想气体，试求此气体在500K,1.013×107Pa下的焓值。已知：（1）在300K,1.013×105Pa时，H0id=0(2)在500K,1.013×107Pa时，剩余焓ΔH’＝5000KJ•Kmol-1(3)Cpid=100KJ•Kmol-1•K5.某三元气体混合物的组成为x1=0.20，x2=0.35，x3=0.45，在6.0MPa和75℃时其组分逸度系数分别为0.7,0.6,0.9。试求此混合物的逸度。20XX级化工热力学试题（B卷）答案一、选择题（20分）1.B2.D3.B4.A5.B6.C7.D8.A9.B10.A11.B12.B13.A14.B15.B16B17A18.B19.B20.C二、填空题（10分）1.温度2.R/PV或1/T3.最大4.idRMMM5.汽液平衡6.rjjijiddn17.Gibbs-Duhem方程8.理想气体的混合物9.热力学第一定律、热力学第一定律和热力学第二定律三、判断题（10分）1.×2.×3.×4.√5.√6.×7.√8.×9.×10.√四、简答题（10分）1（5分）.解：ppppSHHTSHHTST)(ppCTHTSHp0ppCTST2.（5分）解：idEHHHidEHHH对于理想溶液：0idHHHEEidEHHHHHHE五、论述题（5分）解：恒温恒压下DGEq0lniidx（2分）111lndxdx0ln122dxdx21dxdx（1分）212111112lnlnxAxdxdxdxdx211222lnxBxdxdx)(222lnln212121212111ABxxxBxxAxdxdxdxdx（2分）当A=B时，符合热力学一致性检验六、计算分析题45分）1.（14分）解：(1)单位制冷量：kgkJHHq/11265351661510（2分）制冷剂循环量：hkgqQm/62.1771126/20000000（2分）（2）单位制冷剂消耗的功：kgkJHHWs/2291661189012（2分）压缩机消耗的功率：KWmWpsT30.113600/22962.1773600（2分）（3）制冷系数：92.422911260sWq（2分）（4）单位制冷剂放热量：kgkJHHq/13551890535252（2分）冷凝器热负荷：kJQ24061562.17713552（2分）2.（6分）解：有效能：kJQTTB4.40100)5002981(10（3分）无效能：KJBl6.594.40100（3分）3.（10分）解：低压下汽液平衡的计算式为：siiiiPxPy（4分）kPaPxPxPxPyPsssii7707.209.24*7.0*17.1431.03.092.222211111（4分）01818.07707.20431.03.092.21111PPxys（1分）9818.001818.012y（1分）4.（10分）解：RidHHH(3分)idPidTidHHH(3分)等压过程：500300/20000)300500(*100kmolkJdTCHpidP(2分)kgkJHHHidE/25000200005000(2分)所以500K时的焓值为25000KJ/Kg5.（5分）解：,35667.0ln1^51082.0ln2^，10536.0ln3^2516.0047412.017979.002544.0lnlnlnlnln332211^xxxxii300K0.1013Mpa理想气体500K10.13Mpa实际气体500K10.13Mpa理想气体ΔHHRΔHid（2分）7775.0（1分）MPaPf665.40.6775.0（2分）