期末复习题化工热力学.docx
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期末复习题化工热力学
中国石油大学（北京）远程教育学院
《化工热力学》期末复习题
一、单项选择题
1．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是。
A.可以解决由于实验的P-V-T数据有限无法全面了解流体P-V-T行为的问题。
B．可以解决实验的P-V-T数据精确度不高的问题。
C．可以从容易获得的物性数据（P、V、T、x）来推算较难测定的数据（H，U，S，G）
D．可以解决由于P-V-T数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的P-V-T的问题。
2．甲烷Pc=4.599MPa,处在Pr=0.3时，甲烷的压力为。
A．15.33MPaB．2.7594MPa；C．1.3797MPa
3．理想气体的压缩因子Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子。
A．小于1B．大于1C．可能小于1也可能大于1
4、水处于饱和蒸气状态，其自由度为，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要个独立状态参数的已知条件。
A、0，1 B、1，1 C、2，1 D.1，2
5．剩余性质MR的概念是表示什么差别的。
A．真实溶液与理想溶液B．理想气体与真实气体
C．浓度与活度D．压力与逸度
6．纯物质在临界点处的状态，通常都是。
A．气体状态B．液体状态C．固体状态D．气液不分状态
7．虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。
.
A．正确B．错误
8．关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（）
A.判断新工艺的可行性。
B.反应速率预测。
C.化工过程能量分析。
D.相平衡研究
9.对于流体混合物，下面式子错误的是。
A、
B、
C、理想溶液的
D、理想溶液的
10．化学位可表示成四个偏导数形式，每个偏导数都是偏摩尔性质。
。
A．正确B．错误
11．对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有。
A．dH=TdS+VdpB．dH=SdT+Vdp
C．dH=-SdT+VdpD．dH=-TdS-Vdp
12．对1mol符合VanderWaals状态方程的气体，有。
A．（?
S/?
V）T=R/（v-b）B．（?
S/?
V）T=-R/（v-b）
C．（?
S/?
V）T=R/（v+b）D．（?
S/?
V）T=P/（b-v）
13．90℃，1atm下苯
（1）-甲苯
（2）汽液平衡系统可视为完全理想系。
此条件下蒸汽压为：
，则汽液平衡组成
分别是。
A．0.576,0.773B．0.773,0.576C．0.424,0.227D．0.227,0.424
14.汽液平衡关系
的适用的条件_______。
（A）无限制条件（B）低压条件下的非理想液相
（C）理想气体和理想溶液（D）理想溶液和非理想气体
15.冬天要给-10℃房间供热取暖，消耗500Ｗ的功率给房间供热，采用可逆热泵循环（空调）、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？
A．热泵 B.两者相等C.电热器D.没法比较。
16．298K下，将两种液体恒温恒压混合，形成理想液态混合物，则混合前后下列热力学性质的变化情况为。
A．?
S>0，?
G<0B．?
S=0，?
G<0C．?
S<0，?
G>0D．以上均不对
17.高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。
其中已知一个可逆过程的工质熵变为20KJ/（kg.K），另一个不可逆过程的工质熵变KJ/（kg.K）。
A、大于20B、小于20C、等于20D、不能确定。
18．二元气体混合物的摩尔分数
，在一定的T,P下，
，则此时混合物的逸度系数为。
A．0.9097B．0.9827C．0.8979D．0.9192
19．要加热50℃的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小。
A．60℃的热水B．80℃的热水C．100℃的饱和蒸汽D．120℃的过热蒸汽
20.基于局部组成概念的两参数Wilson方程在工程设计上获得广泛应用，以下不正确的描述为
A．能反映温度对
i的影响B．能应用于部分互溶体系
C．可从二元体系推算多元体系
21．立方型状态方程计算V时如果出现三个根，则最大的根表示。
A．饱和液相摩尔体积B．饱和汽相摩尔体积C．无物理意义
22．如当地冷却水温度为常年18℃，则氨制冷循环的冷凝温度应选。
A．18℃；B．8℃；C．28℃；D．48℃。
23．偏摩尔性质的表达式为。
A．
B．
C．
D．
24．一封闭体系经过一变化，体系从25℃恒温水浴吸收热量8000kJ，体系熵增25kJ/K，则此过程是。
A可逆的B．不可逆的C不可能的
25．体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变存在。
A．（ΔS环）可逆<（ΔS环）不可逆B．（ΔS环）可逆>（ΔS环）不可逆
C．（ΔS环）可逆=（ΔS环）不可逆D．（ΔS环）可逆=0
26．由3molA和9molB形成理想液态混合物，已知某温度下
，
，则平衡气相摩尔分数之比
为
（A）3:
1（B）4:
1（C）1:
1（D）8:
1
27．某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了5度，则制冷循环。
A．冷量增加，功耗不变B．冷量不变，功耗减少
C．冷量减少，功耗减小D．冷量增加，功耗增加
28．气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值。
A．增加B．减少C．不变D．不确定
29．对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度，则其热效率。
A．有所提高，乏气干度下降B．不变，乏气干度增加
C．有所提高，乏气干度增加D．热效率和干度都不变
30．在一定T、P下汽液平衡关系
的适用的条件_____________。
A．无限制条件B．低压条件下的非理想液相
C．理想气体和理想溶液D．理想溶液和非理想气体
31、工作于温度为600K和300K热源间的热机，工质从高温热源吸收100KJ的热量，则最多可做的功为
A、25KJB、60KJC、50KJ
32、工作于600K和300K热源间的热机，工质从高温热源吸收100KJ的热量，向低温热源排放的热量为
A、75KJB、50KJC、40KJ
33、对于一个均相体系，
等于
A、0B、Cp-CvC、Cp/Cv
34、一气体符合
的状态方程，在等温下当气体从V1可逆膨胀至V2时，则体系的熵变ΔS为
A、
B、
C、
35、根据剩余性质的概念，当P→0时，实际气体的GR为
A、等于零B、大于零C、小于零
36、稳流体系热力学第一定律的数学表达式
A、Δu+PV=Q-WsB、gΔZ+1/2Δu2=Q+WsC、gΔZ+1/2Δu2+ΔH=Q+Ws
37、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、ΔH=-WsB、ΔH=QC、ΔH=0
38、流体流过节流伐时，稳流体系热力学第一定律的数学表达式
A、ΔH=QB、ΔH=Q-WsC、ΔH=0
39、热流体等压下自温度T1冷却到温度T2，则热流体的熵变
A、ΔS=0B、ΔS>0C、ΔS<0
40、绝热可逆过程体系的熵变
A、ΔS<0B、ΔS>0C、ΔS=0
41、有温差的换热过程，总熵变
A、ΔSt=0B、ΔSt<0C、ΔSt>0
42、实际生产中对有温差的传热过程进行热力学分析时，热流体的做功能力
A、增加B、减少C、不变
43、，实际生产中对于有温差的传热过程的损耗功。
A、WL=0B、WL<0C、WL>0
44、理想气体节流膨胀时，温度变化
A、ΔTH>0B、ΔTH<0C、ΔTH=0
45、环境状态下（环境温度、压力、组成）物系的做功能力
A、>0B、<0C、=0
二.多项选择题
1．任何过程的发生和进行必定要符合（）
A．热力学第一定律B．热力学第二定律
C．热力学第三定律D．Raoult定律
E．亨利定理
2．下列哪些热力学性质无法直接测量（）
A．HB．T
C．SD．G
E．P
3．理想溶液中，组份i的偏摩尔性质和与溶液有相同T,P时纯i的摩尔性质相等的热力学性质有（）
A．
B．
C．
D．
E．
4．朗肯循环主要包括下列哪些设备和机械？
（）
A．锅炉B．过热器
C．透平D．冷凝器
E．水泵
5．溶液中组分i的偏摩尔性质与下列哪些因素有关？
（）
A．温度B．组成
C．体积D．压力
E．临界性质
三、判断题：
1、纯物质的三相点随着温度或压力的不同而改变。
2、对能量交换系统进行热力学分析时，有效能效率就是热效率。
3、节流膨胀过程的温度降大于作外功的绝热膨胀过程的温度降。
4、在等温条件下，纯物质逸度的完整定义是dGi=RTdlnfi。
5、对于理想气体
。
6、对于一般负偏差的体系，液相的活度系数一定小于1。
7、对于纯物质，当P>PC、T>TC时，物质以液态存在。
8、当压力大于临界压力时，纯物质就以气态存在。
9、在一定温度下，当汽液达到平衡时，则组分在汽、液相的逸度相等。
10、纯物质在相平衡状态下，液体汽化时，摩尔体积、摩尔焓、化学位的变化值均大于零。
11、热力学函数关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。
12、对于气体，当P→0时，可视为理想气体，则f/p→∞。
13、对于理想溶液，所有的混合性质的变化都等于零。
14、对于理想溶液，所有的超额性质都等于零。
15、温度和压力相同的两种理想气体（纯物质）等温等压混合后，则总体积为原来两气体体积之和，总熵为原来两气体熵之和。
四．填空题
1、纯物质在汽液平衡两相区内等温线上各点的压力维持不变，其数值等于纯物质的。
2、在温度为800K的高温热源和温度为300K的低温热源之间工作的一切可逆热机，其循环热效率等于。
3、计算流体P—V—T普遍化方法有两种：
。
4、甲烷Pc=4.599MPa,处在Pr=0.6时甲烷的压力为。
5、偏摩尔体积
可用符号表示之。
6、低压下汽液平衡的计算关系式为。
7、某一定组成的混合物，一定温度下的泡点压力与露点压力是_（相同/不同），一定压力下的泡点与露点，在P-T图上是的（重叠/分开）；纯物质汽液平衡时的最大压力称为，最高温度称为。
8、说明下列汽液平衡关系式适用的条件
（1）
。
（2）
_。
（3）
。
（4）
。
9、Pitzer定义的偏心因子的表达式为。
10、计算流体的热力学性质时，所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在相同的下当气体处于时热力学性质之间的差值。
11、在热力学图表中，若汽液混合物的干度用x表示，Hg表示饱和汽体的焓，Hl表示饱和液体的焓，则汽液混合物的焓。
五、问答题
1．请写出稳流体系热力学第一定律的数学表达式。
2．请告知Gibbs-Duhem方程的主要用途。
六、计算题
1.用一冷冻系统冷却海水，以30kg·s-1的速率把海水从25℃冷却到-10℃，并将热量排至温度为303K的大气中，求所需功率。
已知系统的热力效率为0.25，海水的比热为3.5kJ·kg-1·K-1。
2.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。
3、有1摩尔理想气体，起始状态为300K，1MPa，
为30J/mol.K，试计算它经历了下面不同过程以后的熵变以及过程导致的熵产和功损。
（1）恒温可逆膨胀到0.1MPa;
（2）恒温向真空膨胀到0.1MPa；
4、已知某二元低压体系，液相温度为300K时，有
，
，
。
求组成为
时，此二元液体的气相组成
和总压。
中国石油大学（北京）远程教育学院
《化工热力学》期末复习题答案
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
B
B
D
A
B
D
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
A
A
B
A
A
C
C
A
B
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
B
C
B
C
A
C
A
B
C
A
题号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
答案
C
B
B
B
A
C
C
C
C
C
题号
41
42
43
44
45
答案
C
B
C
C
C
二、多项选择题
1..A,B,C2.A,C,D3.B,E4A,B,C,D,E5.A,D,B
三、判断题
1、×;2、×;3、×;4、×;5、×;
6、√;7、×;8、×;9、√;10、×;
11、×;12、×;13、×;14、×;15、×
四、填空题
1.该温度下的饱和蒸汽压；
2.62.5%
3.普遍化维里系数法和普遍化压缩因子法
4.2.7594MPa
5.
6.
7、某一定组成的混合物，一定温度下的泡点压力与露点压力是不同_（相同/不同），一定压力下的泡点与露点，在P-T图上是分开的（重叠/分开）；纯物质汽液平衡时的最大压力称为临界压力_，最高温度称为临界温度。
8、说明下列汽液平衡关系式适用的条件
（1）
_一定温度、压力下的相平衡体系_；
（2）
________完全理想体系________；
（3）
_____低压体系_______；
（4）
_高、中、低压相平衡体系_；
9、Pitzer定义的偏心因子的表达式为ω=-Lg（Prs）Tr=0.7-1.0。
10、计算流体的热力学性质时，所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在相同的温度、压力下当气体处于理想状态时热力学性质之间的差值。
11、在热力学图表中，若汽液混合物的干度用x表示，Hg表示饱和汽体的焓，Hl表示饱和液体的焓，则汽液混合物的焓Hm=Hg×x+Hl×（1-x）。
五、问答题（22分）
1）稳流体系热力学第一定律的数学表达式：
gΔZ+1/2Δu2+ΔH=Q+Ws
2）Gibbs-Duhem方程的主要用途有：
（1）、检验实验测得物性数据的正确性；
（2）、检验热力学函数关系式的正确性；（3）、从一个组元的偏摩尔量推算另一组元的偏摩尔量（二元体系）。
六、计算题
1.解:
以单位质量流体为基准：
2.
解：
3、首先确定过程的始、末状态参数。
始态：
；末态：
理想气体,恒温过程内能不变，
或
，而，
J
体系的熵变
J/K
可逆过程，熵产和功损为零。
（2）熵变与
（1）相同,过程中体系对外做功和吸收的热量均为零，因此熵产
；功损
J
4、
解：
，则：
，
当
，
，
；同理
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