2010年化工热力学练习题
一 是非题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数。 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。
象dU=TdS-PdV等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。 一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。
由于剩余性质是在均相体系中引出的概念，故我们不能用剩余性质来计算汽化过程的热力学性质的变化。 逸度与压力的单位是相同的。
汽液两相平衡的条件是汽液两相的逸度相等。 纯流体的汽液平衡准则为f=f。
Vl10. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 11. 符合热力学一致性检验的汽液平衡数据一定是真实可靠。 12. 对于给定体系，在一定压力下形成恒沸，恒沸组成不变。 13. 下列汽液平衡关系是错误的：
?iV?Hi,solvent?i?xi pyi?14. 从过量性质的定义可知，其数值越大，则溶液的非理想性越强。 15. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。 16. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。
17. 对于理想溶液，遵守Raoult定律，等温下p-x-y图上的p-x线为一直线。 18. 理想溶液一定符合Lewis-Landell规则和Henry规则。
19. 符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。
20. 二元溶液的Henry常数只与T、P有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry常数则与T、P、组成都有关。 21. 对于理想溶液，所有混合过程的性质变化均为零。 22. 对于理想溶液，所有的过量性质都等于零。
23. 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。 24. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 Mt?25. 液液平衡一般出现在与理想溶液有较大正偏差的溶液中。 26. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTlnf。 27. 当p→0时，f/p→∞。
28. 理想气体有f=p, 而理想溶液有?iE?nMii。
???i。
29. 因为G(或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上γi与压力无关。 30. 孤立系统的热力学能和熵都是一定值。 31. 能量平衡关系?H?12?u?g?Z?Q?WS对任何系统、任何过程均适用。 2
32. 热力学第二定律告诉我们，熵产为零的过程，熵流也为零。 33. 一切实际过程的总熵变大于等于零。 34. 一切实际过程的能量守恒。 35. 一切实际过程的有效能守恒。
36. 能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。
1
37. 合理用能的总则是按质用能，按需供能。
38. 节能的正确含义是减少用能过程中有效能向无效能转化。 39. 绝热等熵膨胀比绝热节流膨胀的冷冻量大。
40. 一切实际过程总能量守恒，过程熵产不为零，有有效能损失。 41. 功的传递不会引起熵的流动。
42. 某封闭体系经一可逆过程，作功500kJ且放热1000kJ，则系统的熵变小于零。 43. 自然界一切实际过程的熵产?Sg必大于零。
44. 对于同一热力过程完成同一状态变化而言，其理想功Wid与有效能变化△EX的关系是Wid45. 有效能实际上就是理想功，即EX??EX。
?Wid。
46. 高压蒸汽的有效能较低压蒸汽的有效能为大，而且热转化为功的效率也较高。 47. 热力学第二定律指出：热从低温物体传给高温物体是不可能的。 48. 若一敞开系统经历—绝热、等熵过程，则该过程一定是可逆过程。 49. 体系经过一个绝热可逆过程，其熵没有变化。
50. 卡诺制冷循环的制冷系数与制冷剂的性质有关。 51. 当化学反应达到平衡时，反应的Gibbs自由焓变化值?G等于零。 52. 化学反应的标准Gibbs自由焓变化?G 可以用来判断反应进行的方向。
?二 选择题
1，从工程实际出发，合理用能分析的实质是（ ）。
A、过程是否最经济 B、损耗功最小 C、能耗最小 D、理想功最小 2，稳定流动体系的能量累积等于零，熵的累积则 （ ）
A，大于零 B，不确定 C，小于零 D，等于零
3，从合理用能的角度出发，流体流动过程中，液体的流速比气体的流速（ ）。 A、大 B、小 C、相等 D、可大可小
4，单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列哪个因素有关（ ）。 A、理想功 B、有效能 C、损耗功 D、环境温度 5，能量衡算法用于过程合理用能分析（ ）。
A、不是最可取的 B、不能指出用能不合理之处 C、与熵分析法具有相同功效 D、能抓住合理用能的实质之处
6，过热蒸汽通过可逆绝热膨胀，对外作功为WS，经计算此过程的理想功为Wid，则WS（ ）
Wid。
A、 大； B、小； C、相等； D、不确定
7，一流体从状态1分别经历可逆过程R与不可逆过程NR到达状态2，两个过程的环境状态相同，
2
则过程R的理想功比过程NR的理想功要：（ ）
A、 大； B、相等； C、小； D、不确定
8，某封闭体系经历一不可逆过程，系统所作的功和排出的热量分别为100KJ和45KJ，问系统的熵变 （ ）
A，等于零 B，大于零 C，小于零 D，说不清楚 9，熵分析法用于过程合理用能分析。（ ）
A、不是最可取的 B、与能量衡算法具有相同功效 C、不能指出用能不合理之处 D、能抓住合理用能的实质之处 10，自然界一切实际用能过程、从能量角度讲，应（ ）
A 同时满足热力学第一第二定律。 B 满足第一定律即可。 C 满足第二定律即可。 D 说不清楚 11，温度为T下的过热纯蒸汽的压力P （ ）。
A、大于该温度下的饱和蒸汽压 B、小于该温度下的饱和蒸汽压 C、等于该温度下的饱和蒸汽压 D、以上说法都不对
12，由dG??SdT?Vdp，当一气体符合p?RT?V?b?的状态方程，从V1等温可逆膨胀到V2，则气体的?S为：（ ）
?V1?b??V1???Rln?A、 B、Rln?V?b??V?? ?2??2? C、Rln???V2?b??V2??? D、Rln??V?? V?b?1??1?x
13，吉氏函数变化与P-V-T关系为Gig?T,P??Gx?RTlnP ，则G的状态应该为（ ）
A、T和P下纯理想气体 B、T和零压下的纯理想气体 C、T和单位压力下的纯理想气体 D、以上说法都不对
14，对理想溶液的性质，下列说法描述不正确的是：（ ） A、V C、UE?0，SE?0 B、?H?0，?S?0
?0 ，GE?0 D、?H?0，?G?RT?xilnxi
E15，根据偏摩尔性质的定义和特征，下列选项正确的是（ ） A、ln??B、ln???i???yln?i?y?iii??fi??， lnf?yln?i??y??iii??? ??? ??， lnf??yln?f?yln?? 3
C、ln???fi?， ??yln?lnf??yiln??ii?y?i?i???yln?i?y?i????，lnf??yilnfi ???? ? D、ln?????1?0.9381，??2?0.8812，则16，二元气体混合物的摩尔分数yi?0.3，在一定的T，p下，?混合物的逸度系数为（ ）
A、0.8978 B、0.9097 C、0.9381 D、0.9092
17，?、?两相达到平衡，体系的热力学性质表述中错误的是 。 A、?i??i B、fi?fi C、T18，气液平衡计算关系式pyi?i??ixipi?iexp简化为 。
A、pyi?i??ixi?iexp?SSSS??????T? D、G??G?
ViL?piSRTdp，(i=1, 2,…,N)，在中压时，上式可
p?ViLS?SSp?pi? B、pyi?i??ixipi?i ?RT?S??C、pyi??ixipi D、pyi?xipi
19，反应H2S?2H2O?3H2?SO2 初始物质含量H2S为2mol，H2O为5mol。当反应进度为
?时，SO的摩尔分数为（ ）
2
?3? B、 7??7???1?? C、 D、
4??5?? A、
三 计算题
1在一定的温度和压力下，二元溶液中的组分1的偏摩尔体积如服从下式 V1??T2?纯组分的摩尔体积是?T2，?T2，?,?,?是常数，试求出V2和V表达式?
?T2，并已知x2
2. 某厂有一输送80℃的热水的管道，由于输送过程的热量损失，到使用单位时，水温已降到70℃，
4
试求水温降低过程的每kg水的热损失Q与有效能损失D，设大气温度为300K，水的等压热容Cp＝4.2 KJ/KgK（提示：不考虑压力和动能的稳定流动体系的能量衡算方程为?H?Q?Ws， Ex
＝(H－H0)－T(S－S0) , 理想气体的焓变和熵变分别为?H?Cp?T,?S?CplnT2P。 ?Rln2）
T1P13. 有一逆流式换热器，利用废气(其分子量为16)加热空气，空气由0.1Mpa,293K加热到398K, 空气的流量为1.5Kg/s,；而废气从0.13Mpa,523K冷却到368K。空气的等压热容为1.04KJ/KgK,而废气的等压热容为0.84KJ/KgK, 假定空气与废气通过换热器的压力与动能不变，换热器与环境间没有热量的交换，环境状态为0.1Mpa, 293K。求：1，换热器中不可逆的有效能损失；2，换热器的有效能效率。
4. 压力为0.7MPa、温度为1089K的气体（分子量为28）以35.4kg/h的质量流量进入一透平机膨胀到0.1MPa。若透平机的输出功率为3.0kW，热损失为6705kJ/h，透平机进、出口连接的钢管内径为0.0160m，气体的热容为1.005kJ/kg.K，试求透平机排气的温度和速度。气体设定为理想气体。 （提示：稳流过程的热力学第一定律为?H?
5. 某换热器内，冷、热两种流体进行换热，热流体的流率为100kmol?h?1，
12?u?g?Z?Q?WS） 2CP?29kJ?kmol?1?K?1，温度从500K降为350K，冷流体的流率也是100kmol?h?1，热容也是
温度从300K进入热换器，该换热器表面的热损失Q??87000kJ?h?1，CP?29kJ?kmol?1?K?1，
求该换热过程的损耗功WL。设T0?300K。
Q = -87000 kJ/hT1=500 K热流体T2=350 Kt1=300 K冷流体
6. 市售某品牌空气能热泵热水器，利用蒸汽压缩制冷循环，吸收大气中的低品位能量，产生温度为55℃的热水满足家庭生活用热水。其宣称的热水制备能力是100kg/hr，热水进出口温差为40℃，
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