化工热力学模拟试题及参考答案

时间：2022-11-23 03:15:18 课后答案我要投稿

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化工热力学模拟试题及参考答案

　　化工热力学课程的学习中，做模拟试题是必不可少的一部分。下面是由阳光网小编分享的化工热力学模拟试题，希望对你有用。

化工热力学模拟试题及参考答案

　　化工热力学模拟试题一、选择题

　　(共10分，每小题2分)

　　1.偏心因子是从下列定义的( B )。

　　A.分子的对称性 B.分子的蒸气压性质 C.分子的'极性 D.分子的大小

　　2. 某流体经可逆绝热膨胀对外做功Ws，此过程的理想功为Wid，则Ws( C )Wid。 A.大于 B.小于 C.等于 D.不确定

　　3. 指定温度下的纯液体，当压力高于该温度下的饱和蒸气压时，其状态为( D )。 A.饱和蒸汽 B.过热蒸汽 C.超临界流体 D.压缩液体

　　4. 某气体符合状态方程pRT/(Vb)，该气体从V1等温可逆膨胀至V2，则系统的S为( A )。 A.Rln

　　V2bVVVb

　　B.Rln2 C.Rln1 D.Rln1 V1bV1V2V2b

　　5. 二元非理想溶液在极小浓度的条件下，溶质组分和溶剂组分分别遵循( B )。

　　A.Lewis-Randall规则和Henry定律 B.Henry定律和Lewis-Randall规则 C.Henry定律和Henry定律

　　D.Lewis-Randall规则和Lewis-Randall规则

　　化工热力学模拟试题二、判断题

　　(共45分，每小题3分。对"√"，错"×")

　　1. 汽液两相平衡的条件是同一组分在汽液两相的逸度相等。( × ) 2. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。( × ) 3. 一般情况下，经绝热节流后，流体的温度下降。( × ) 4. 正规溶液混合焓变为零，混合体积为零。( × ) 5. 可逆过程的有效能守恒。( √ )

　　6. 稳态稳流过程的能量积累为零，熵的积累可能不为零。( × )

　　7. 对于理想溶液，i组分在溶液中的逸度系数和i纯组分的逸度系数相等。( √ )

　　8. 某二元系有ln1>0,则必有ln2>0。( × )

　　9. 有些真实气体的μJ总是大于零。( × )

　　10. 合理用能的总则是按质用能，按需供能。( √ )

　　11. 能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是可靠的数据。( × )

　　12. 纯物质由液体变成蒸汽，必须经过汽化的.相变化过程。( × )

　　14. 在同一温度下，纯物质的饱和蒸汽与饱和液体的Gibbs函数相等。( √ )

　　15. 纯物质的维里系数，如B、C等，是温度和压力的函数。( × )

　　化工热力学模拟试题三、计算题

　　(共40分)

　　1.有一发明者设计了一台热机，热机消耗热值为40000kJ·kg-1的油料0.5kg·min-1,其产生的输出功率为180kW，规定这台热机工作的高温与低温热源分别为350℃与30℃，试判断此设计是否合理，并说明理由?(10分)

　　解：供给的热量为QH0.540000/60333.3(kJs-1) 该热机的效率为：TWS180100%54% QH333.3

　　TL303.15148.6% TH623.15工作于相同温度区间的`Carnot循环热机效率为：Carnot1

　　因为CarnotT，这与一切不可逆热机的效率低于Carnot热机效率相矛盾，所以该设计不合理。

　　2.低压下丙酮(1)-乙腈(2)组成的二元系的汽液平衡可近似为理想系统，查得组分的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单位为kPa，T单位K。试求：

　　⑴ 55℃时，液相组成为x1=0.30时的平衡压力与汽相组成;(5分)

　　⑵ 溶液中总组成为Z1=0.82，当55℃、85kPa时的液相分数以及汽液相组成。(5分)

　　s解：当T=55℃时，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) 根据pp1x1p2x296.90x141.05(1x1)85，解得：x10.787

　　p1sx196.900.787y10.897 p85

　　设液相分数为，以单位摩尔量为计算基准，则根据物料衡算可得：

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

　　3. 在303K、0.101325MPa下，苯(1)和环己烷(2)的液体混合物的焓数据可表示如下：

　　mol-1 H10020x12.5x12 kJ·

　　其中，x1为苯的摩尔分数。试求该温度压力下用x1表示的H1,H2,H的表达式(标准态以Lewis-Randall规则为基准)。(10分)

　　2解：因H10020x12.5x1，所以nH100n20n12.5n1，则： 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时，乙醇水溶液的表面张力与浓度c的关系为：

　　721030.50106c0.20109c2，计算浓度为0.75 moldm3时单位界面吸附量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

　　化工热力学模拟试题四、问答题

　　(共10分)

　　1.在T-S图上分别描述下列过程的特点并画出所经途径

　　⑴ 定容加热饱和液体 (2分)

　　⑵ 定容加热饱和蒸汽 (2分)

　　⑶ 将过热蒸汽定压冷凝为过冷液体(2分)

　　⑷ 将过热蒸汽可逆绝热压缩 (2分)

　　⑸ 将饱和液体连续节流 (2分)

　　解答：

　　各过程的特点分别为：

　　(1)从饱和液体线AC上一点沿着等比容线V1往右上方路径走;

　　(2) 从饱和气体线CB上一点沿着等比容线V2往右上方路径走;

　　(3) 沿着等压线p向左下方路径走，其中经历两相区为水平线;

　　(4) 垂直于S轴的`直线，其中压力p2p1。

　　(5) 位于两相区中的曲线，其中起点为饱和液体线上的一点，在该曲线上的每一点焓值相同，即等焓线。

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