化工热力学试卷答案.doc

广东工业大学研究生课程考试试卷封面
学院： 轻工化工学院
题号
分数
1

2

3

4

5

6

7

8

合计

平时成绩

总评成绩

开课单位：轻工化工学院
专业： 化学工程与技术
姓名: 雷琳
学号： 2111206031
考试科目: 化工热力学与动力学
学生类别： 硕士
考试时间: 第 13 周星期 五
( 2013年5月24日 ）
开课学期: 2013年 春 季
任课教师：潘湛昌

说明：1.以上左栏学生填写，右栏老师填写;
2.学位课考试的答题均写在答题纸上,考查课若无课堂考试可不用答题纸，但仍应填写此页封面；
3。平时成绩根据任课教师所写的课程教学大纲规定评定；
4.任课教师评完分后从网上录入成绩，再打印成绩单一式两份连同试卷、答题纸交教务员保管（保管四年）。
题
号
答 卷
得分

1、一个0.057m3气瓶中贮有的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0。115MPa的气柜中,当气瓶中的压力降至0。5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。（假设气体为理想气体)
(a）气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；
（b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数）.
解：（a）等温过程
mol
(b）绝热可逆过程，终态的温度要发生变化
K
mol
2、用Antoine方程计算正丁烷在50℃时蒸汽压;用PR方计算正丁烷在50℃时饱和汽、液相摩尔体积（用软件计算)；再用修正的Rackett方程计算正丁烷在50℃时饱和液相摩尔体积。（液相摩尔体积的实验值是106.94cm3 mol—1）。
解：查附录得Antoine常数：A=6.8146,B=2151.63,C=-36。24
临界参数Tc=425。4K,Pc=3.797MPa，ω=0。193
修正的Rackett方程常数：α=0。2726,β=0。0003
由软件计算知，
利用Rackett方程
3、压力是3（2）MPa的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝？(可忽视液体水的体积)
解：等容过程，
初态：查P=3MPa的饱和水蒸汽的
cm3g—1；Jg—1
水的总质量g
则J
冷凝的水量为g
终态：是汽液共存体系，若不计液体水的体积，则终态的汽相质量体积是 cm3g—1,并由此查得
Jmol—1
J
移出的热量是
4、苯（1)-甲苯(2）可以作为理想体系。（a)求100℃时，与x1=0.3 的液相成平衡的汽相组成和泡点压力;（b） 100℃和101.325kPa时的平衡汽、液相组成多少? （c)对于x1=0。55和y1=0。75的平衡体系的温度和压力各是多少? (d)y1=0。3的混合物气体在101.325KPa下被冷却到100℃时，混合物的冷凝率多少?(90———100)
解：查出Antoine方程常数
物质
A
B
C
苯（1）
6.9419
2769。42
-53.26
甲苯（2)
7。0580
3076.65
-54。65
，由Antoine方程得
（a）
同样得
由理想体系的汽液平衡关系得

(b) 由
（c）由得

即

所以
(d），由Antoine方程得

设最初混合物汽相有10mol，即苯3mol，甲苯7mol。冷凝后汽、液相分别为(10-a）和amol,则:
冷凝率：
5、某厂有一输送90℃热水的管道，由于保温不良，到使用单位时,水温已降至70℃,试求水温降低过程的热损失与损失功。设大气温度为25℃。
解：管道中压力没有变化，且压力对焓、熵的影响可忽略,故采用饱和水的数据计算.
6、分别用理想气体状态方程和三参数对应态原理，计算一个100cm3的刚性容器，在500C和18。6MPa的条件下能储存甲烷多少克？
解：查出Tc=190.58K,Pc=4.604MPa，ω=0。011
（1) 利用理想气体状态方程
(2) 三参数对应态原理
查表得 Z0=0.8846 Z1=0.2562
7、实验测得反应的速率方程为(1）
r=k［Ce4+]2[Cr3+][Ce3+］-1
(2)
r=k[CH3COCH3］［H+]
请推导上述反应的机理。