化工熱力學模擬試題及參考答案

　　化工熱力學課程的學習中，做模擬試題是必不可少的一部分。下面是由陽光網小編分享的化工熱力學模擬試題，希望對你有用。

　　化工熱力學模擬試題一、選擇題

　　(共10分，每小題2分)

　　1.偏心因子是從下列定義的( B )。

　　A.分子的對稱性 B.分子的蒸氣壓性質 C.分子的'極性 D.分子的大小

　　2. 某流體經可逆絕熱膨脹對外做功Ws，此過程的理想功為Wid，則Ws( C )Wid。 A.大于 B.小于 C.等于 D.不確定

　　3. 指定溫度下的純液體，當壓力高于該溫度下的飽和蒸氣壓時，其狀態為( D )。 A.飽和蒸汽 B.過熱蒸汽 C.超臨界流體 D.壓縮液體

　　4. 某氣體符合狀態方程pRT/(Vb)，該氣體從V1等溫可逆膨脹至V2，則系統的S為( A )。 A.Rln

　　V2bVVVb

　　B.Rln2 C.Rln1 D.Rln1 V1bV1V2V2b

　　5. 二元非理想溶液在極小濃度的條件下，溶質組分和溶劑組分分別遵循( B )。

　　A.Lewis-Randall規則和Henry定律 B.Henry定律和Lewis-Randall規則 C.Henry定律和Henry定律

　　D.Lewis-Randall規則和Lewis-Randall規則

　　化工熱力學模擬試題二、判斷題

　　(共45分，每小題3分。對"√"，錯"×")

　　1. 汽液兩相平衡的條件是同一組分在汽液兩相的逸度相等。( × ) 2. 對理想溶液來說，混合性質和過量性質是一致的。( × ) 3. 一般情況下，經絕熱節流后，流體的溫度下降。( × ) 4. 正規溶液混合焓變為零，混合體積為零。( × ) 5. 可逆過程的有效能守恒。( √ )

　　6. 穩態穩流過程的能量積累為零，熵的積累可能不為零。( × )

　　7. 對于理想溶液，i組分在溶液中的逸度系數和i純組分的逸度系數相等。( √ )

　　8. 某二元系有ln1>0,則必有ln2>0。( × )

　　9. 有些真實氣體的μJ總是大于零。( × )

　　10. 合理用能的總則是按質用能，按需供能。( √ )

　　11. 能滿足熱力學一致性的汽液平衡數據就是可靠的數據。( × )

　　12. 純物質由液體變成蒸汽，必須經過汽化的.相變化過程。( × )

　　14. 在同一溫度下，純物質的飽和蒸汽與飽和液體的Gibbs函數相等。( √ )

　　15. 純物質的維里系數，如B、C等，是溫度和壓力的函數。( × )

　　化工熱力學模擬試題三、計算題

　　(共40分)

　　1.有一發明者設計了一臺熱機，熱機消耗熱值為40000kJ·kg-1的油料0.5kg·min-1,其產生的輸出功率為180kW，規定這臺熱機工作的高溫與低溫熱源分別為350℃與30℃，試判斷此設計是否合理，并說明理由?(10分)

　　解：供給的熱量為QH0.540000/60333.3(kJs-1) 該熱機的效率為：TWS180100%54% QH333.3

　　TL303.15148.6% TH623.15工作于相同溫度區間的`Carnot循環熱機效率為：Carnot1

　　因為CarnotT，這與一切不可逆熱機的效率低于Carnot熱機效率相矛盾，所以該設計不合理。

　　2.低壓下丙酮(1)-乙腈(2)組成的二元系的汽液平衡可近似為理想系統，查得組分的Antoine方程如下：

　　2940.46

　　T35.93

　　2945.47Sln[7.502p2]16.2874T49.15ln[7.502p1S]16.6513

　　式中，p單位為kPa，T單位K。試求：

　　⑴ 55℃時，液相組成為x1=0.30時的平衡壓力與汽相組成;(5分)

　　⑵ 溶液中總組成為Z1=0.82，當55℃、85kPa時的液相分數以及汽液相組成。(5分)

　　s解：當T=55℃時，p196.90kPa，p241.05kPa。 s

　　(1) pp1x1p2x296.900.341.050.757.81(kPa) ss

　　p1sx196.900.3y10.503 p57.81

　　ss(2) 根據pp1x1p2x296.90x141.05(1x1)85，解得：x10.787

　　p1sx196.900.787y10.897 p85

　　設液相分數為，以單位摩爾量為計算基準，則根據物料衡算可得：

　　x1y1(1)Z1，即0.7870.897(1)0.82，解得：0.7

　　3. 在303K、0.101325MPa下，苯(1)和環己烷(2)的液體混合物的焓數據可表示如下：

　　mol-1 H10020x12.5x12 kJ·

　　其中，x1為苯的摩爾分數。試求該溫度壓力下用x1表示的H1,H2,H的表達式(標準態以Lewis-Randall規則為基準)。(10分)

　　2解：因H10020x12.5x1，所以nH100n20n12.5n1，則： n2

　　(nH)2n1nn121100202.577.52.5(1x1)2 2nn1T,p,n2

　　(nH)0n1221002.521002.5x12 nn2T,p,n1

　　H1lim177.5(kJmol-1)，H2lim2100(kJmol-1) x11x21

　　mol-1) HHx1H1x2H210020x12.5x1277.5x1100(1x1)2.5x1(1x1) (kJ·

　　4. 298K時，乙醇水溶液的表面張力與濃度c的關系為：

　　721030.50106c0.20109c2，計算濃度為0.75 moldm3時單位界面吸附量Γ(1)

　　2。解 由721030.50106c0.20109c2微分得

　　d0.50106c0.40109c dc

　　12c2d0.75(0.501060.401090.75)1.511010(molm-2) RTdc2T8.314298

　　化工熱力學模擬試題四、問答題

　　(共10分)

　　1.在T-S圖上分別描述下列過程的特點并畫出所經途徑

　　⑴ 定容加熱飽和液體 (2分)

　　⑵ 定容加熱飽和蒸汽 (2分)

　　⑶ 將過熱蒸汽定壓冷凝為過冷液體(2分)

　　⑷ 將過熱蒸汽可逆絕熱壓縮 (2分)

　　⑸ 將飽和液體連續節流 (2分)

　　解答：

　　各過程的特點分別為：

　　(1)從飽和液體線AC上一點沿著等比容線V1往右上方路徑走;

　　(2) 從飽和氣體線CB上一點沿著等比容線V2往右上方路徑走;

　　(3) 沿著等壓線p向左下方路徑走，其中經歷兩相區為水平線;

　　(4) 垂直于S軸的`直線，其中壓力p2p1。

　　(5) 位于兩相區中的曲線，其中起點為飽和液體線上的一點，在該曲線上的每一點焓值相同，即等焓線。

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