2014-2015第一学期化工热力学

---○---○------○---○---学院专业班级学号姓名…………评卷密封线………………密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理………………评卷密封线…………中南大学考试试卷2014~2015学年一学期化工热力学课程（时间：2015年1月8日，星期二，10:00-11:40，共计：100分钟）48学时，3学分，闭卷，总分100分，占总评成绩50%题号一二三四合计满分30分20分15分35分100得分评卷人出卷人一、选择判断题(本大题共15小题，每小题2分，共计30分)1.纯物质的第二virial系数B（）A仅是温度的函数B是T和P的函数C是T和V的函数D是任何两强度性质的函数2．Pitzer提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是（）。A．B=B0ωB1B．B=B0ω+B1C．BPC/（RTC）=B0+ωB1D．B=B0+ωB13．下列关于GE关系式正确的是（）。A.GE=RT∑XilnXiB.GE=RT∑XilnaiC.GE=RT∑XilnγiD.GE=R∑XilnXi4．下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（）。A.iiGB.dTSdPVGdiii；C.ijnPTiinnGG,,D.ijnnVTiinnGG,,5.下述说法哪一个正确？某物质在临界点的性质()A与外界温度有关B与外界压力有关C与外界物质有关D是该物质本身的特性。6.对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下，错误的热力学基本关系式是（）。A．dH=TdS+VdpB．dU=SdT–pdVC．dG=-SdT+VdpD．dA=-SdT–pdV得分评卷人7.Vg和Vl分别为饱和蒸汽和饱和液体的体积，x为湿蒸汽干度，则湿蒸汽的体积V为：A.V=x(Vg-Vl)+VgB.V=(Vg-Vl)+xVlC.V=x(Vg-Vl)+VlD.V=(1-x)Vg+xVl8.对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数γi（）。A．1B.=0C.=1D.19.对1mol符合)/(bVRTP状态方程的气体，)/(VST应是（）A.R/（V-b）B.RC.-R/PD.R/T10.在P-V图上，从过热蒸气的状态点a出发，达到过冷液体的状态点d，可以是均相的途径(a→b→c→d)，也可以是非均相的途径(a→b’→c’→d)。请指出相应正确的P-T图为().A.B.C．D.11．维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。()12．对于理想混合物，VGH,,均为零。()13．对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。()14．蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀，体系和环境总的火用是守恒的，总的火无是守恒的。()15．混合物体系达到汽液平衡时，总是有livilvliviffffff,,ˆˆ。()二.填空题（本大题共10小题，每空1分，共计20分）得分评卷人1．纯物质P-V图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于。2．剩余性质是指在相同的温度和压力下热力学性质之差。3.超额性质是指热力学性质之差。4．在真实气体混合物P→0时，组分i的逸度系数i等于。5．三参数对比状态原理中，三参数是指。6.混合法则描述的是的关系,它的提出是为了解决的计算。7.封闭体系中的1mol理想气体(已知igPC)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2，则，等温过程的W=，Q=，U=，H=。8.正丁烷的偏心因子ω＝0.193，临界压力为pc＝3.797MPa，则在Tr＝0.7时的蒸汽压为MPa。9.指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态。10.在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质iMMiiMxMflnln㏑γi三、简答题(本大题共2小题，共计15分)1、(7分)简述偏离函数的定义和作用。得分评卷人2、(8分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气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。试用下表分析液化气成分选择的依据。物质临界温度临界压力正常沸点燃烧值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正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.4四、计算题（本大题共四个小题，共计45分）1.已知50℃时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3g-1，求单位质量的H、S和G函数各是多少？（10分）50℃时水的饱和汽、液相性质性质M饱和液相lM饱和汽相gMV/cm3.g-11.012112032U/Jg-1209.322443.5H/J.g-1209.332382.7S/Jg-1K-10.70388.0763得分评卷人2.在298K和0.1MPa下二元系焓变已知molJHmolJHxxxxH/627/418)2(9.20212121x为摩尔分数，以Lewis—Randall定则为基准。求：（1）1H，2H(4分)；（2）无限稀释偏摩尔值1H，2H(3分)；（3）1H，2H(3分)3．已知某二元溶液的活度系数模型为，其中A,B,C仅是T,P的函数。求。，，fffRTGElnˆln,ˆln/,ln212（均以Lewis-Randall定则为标准状态。)（15分）Afln;CBAflnAxln21221；并已知试题标准答案一.选择判断题1A2C3C4D5D6B7C8D9A10B11х12х13√14√15х二.填空题1.02.真实气体与理想气体3.真实溶液与理想溶液4.15.Tr,Pr,ω6.混合物的虚拟参数与所含纯组分以及组成之间混合物热力学性质7.21lnPPRT21lnPPRT008.0.24359.0110.iMMiiMxM)x/fˆln(iifln)/ˆln(lniiixfxfiˆlnlniixˆlnln㏑γiRTGE/iiExRTGln/三.简答题1.偏离函数定义，*MMMR指气体真实状态下的热力学性质M与同一T，P下当气体处于理想状态下热力学性质M*之间的差额。如果求得同一T，P下MR，则可由理想气体的M*计算真实气体的M或ΔM。2.（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。四.计算题1.118.40708303.02.259291697.033.2091JgxHxHHgl0803.00121.1120320121.110001lglglVVVVxxVxVV2.molJHHHmolJHHmolJHHHmolJHHxxxxdxHdxHHxxxxxdxHdxHHxxxxdxHdxxxxxxHxx/8.6688.41627/8.41lim/9.4389.20418/9.20lim8.41)31)(9.20()1(9.20)132(9.20)31)(9.20)(1()31(9.20)1()31(9.20)2()1(9.20))1((9.20)2(9.20222202111101312112111221312113111131112112112121213.解(2分)：(3分)(2分)(2分)(3分)(3分)0lndxDGN0iii方程：根据0lndxlndx221122212221ln111222211222ln0110lnln22xxxxxxxdxddxAxdxAxdxxdxxCBAxlnAxflnxlnAxfˆlnAx)fxfˆln(ln12211221221111　212AxlnAxlnAxflnxlnAxfˆlnAx)fxfˆln(ln22112212212222　又21212221iiExAxAxxAxx)lnx(RTGAx)CB(xAxCxBxAxfˆlnxxfˆlnxfln121211212111113159.108303.00763.891697.07038.01KJgxSxSSgl1053.183159.115.32318.407JgTSHG