化工热力学本科试卷A.doc

泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与工艺专业本科20072008学年第一学期化工热力学试卷A（试卷共8页，答题时间120分钟）题号一二三四总分统分人复核人得分得分阅卷人一、 判断题（每小题1分，共15 分。请将答案填在下面的表格内）1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。2、对于确定的纯气体来说，其维里系数B、C、只是温度的函数。3、孤立体系的熵总是不变的。4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为2。6、理想溶液中所有组分的活度系数均为1。7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于1。9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化为负值。10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。12、对于理想溶液的某一容量性质恒有。13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电能的做功能力大于热能。14、无论以Henry定律为基准，还是以Lewis-Randall规则为基准定义标准态逸度，混合物中组分的活度和逸度的值不变。15、逸度与压力的单位是相同的。得分阅卷人二、填空题（1-5题每空1分，6-11题每空2分，共25分）1、在相同的初态下，节流膨胀的降温效果 （大于/小于）等熵膨胀的降温效果。2、恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为 （以表示）。3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时，形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最 的沸点。4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同/不同)的。5、当过程的熵产生 时，过程为自发过程。6、当化学反应的温度不发生变化时，对体积增大的气相反应，增大压力，反应进度 ，加入惰性气体反应进度 。7、已知平衡压力和液相组成，用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温度时，在假设的温度下算出，说明假设的温度 ，应 ，重新计算，直到。 8、正丁醇（1）和水（2）组成液液平衡系统，25，测得水相中正丁醇的摩尔分数为0.00007，而醇相中水的摩尔分数为0.26，则水在水相中的活度系数为 ，水在醇相中的活度系数为 。9、某换热器内，冷热两种流体进行换热，热流体的流率为,温度从500K降为350K,冷流体的流率也是,温度从300K进入热交换器，该换热器表面的热损失，则冷流体的终态温度t2= K,该换热过程的损耗功WL kJ/h。设，冷热流体的压力变化可以忽略不计。T1热流体Q= -87000kJh-1冷流体t1T2 t2 ？10、二元混合物的焓的表达式为，则 。（用表示）11、压缩机对某种气体进行压缩，该气体压缩前后的状态为：压缩前T1=42，p1=8.05MPa；压缩后T2=124，p2=15.78MPa。并已知 ,及。则该压缩过程气体的焓变H为 （以1kmol为计算基准）。得分阅卷人四、简答题（每题 6分，共12分）1、写出纯组分i和混合物中i组分逸度和逸度系数的定义式，并写出混合物中i组分逸度与混合物的逸度之间的关系式。2、请画出朗肯循环的T-S图，写出其主要热力学过程及每一过程对应的热力学分析。得分阅卷人四、计算题（1题 8分，2、3、4、5题每题10分，共48分）1、实验测得乙醇（1）-甲苯（2）的二元体系的汽液平衡数据为：,Pa，已知45时组分的饱和蒸汽压为Pa，Pa，假设此体系服从低压下汽液平衡关系，求：（1）液相活度系数，（2）液相的超额自由焓，并说明此溶液与理想溶液相比是正偏差还是负偏差？（3）液相的混合过程性质变化和液相的偏摩尔超额自由焓,注意的符号说明了什么？2、某蒸汽压缩装置，采用氨作制冷剂，制冷能力为2105 kJh-1，蒸发温度为-15，冷凝温度为30，设压缩机作绝热压缩，其等熵效率为0.75。试求：（1）制冷剂每小时的循环量；（2）压缩机的消耗功率；（3）冷凝器的热负荷；（4）节流后制冷剂湿蒸汽干度x；（5）该循环的制冷系数；（6）相同的温度区间内，逆Carnot循环的制冷系数。已知：，与状态1平衡的液相饱和焓。3、有一逆流式换热器，利用废气加热空气。空气从、20的状态被加热到125，空气的流量为。而废气从，250的状态冷却到95。空气的等压热容为，废气的等压热容为。假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计，而且换热器与环境无热量交换，环境状态为和20。试求：（1）换热器中不可逆传热的损失为多少 (2)换热器中的总效率和目的效率分别为多少？4、某二元体系，汽相可以看作理想气体，液相作为非理想溶液，溶液的超额自由焓表达式为，该体系有一恒沸点，恒沸组成为，恒沸压力是63.34kPa，该温度下的饱和蒸汽压58.5kPa，17.6kPa，求该体系在此温度下，当0.5时的汽相组成与平衡压力。5、乙烯气相水合制乙醇的反应式为：，反应温度分别为523K和3.45MPa，已知，求初始水蒸气与乙烯的比值为6：1时，乙烯的平衡转化率。已知反应混合物为理想溶液，在反应的温度和压力下各组分的逸度系数为，。注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 6 页