6 根据偏摩尔性质的定义和特征，下列选项正确的是（ ） ???A、ln???yiln?i?yi??fi?ln? ?， lnf??iy???yi?? ?i?， lnf??yilnfB、ln???yiln??i???f?i?， lnf??yiln?iC、ln???yiln???yi???D、ln???yiln?i?yi???，lnf??yilnfi ??? ????1?0.9381，??2?0.8812，则7 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
8 从合理用能角度出发，在流体输送过程中，其它条件都相同的情况下，同样物质的高温流体比低温流体流速（ ）
A、大 B、小 C、相等 D、可大可小
9 稳定流动系统的能量累积等于零，熵的累积则（ ） A、大于零 B、不确定 C、小于零 D、等于零
10 某封闭系统经历一不可逆过程，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
三 （20分）填空题（在下列每一题的空格上写出正确答案，每小题2分） 1写出你所知道的气体状态方程的名称（4个即可）
， ， ， 。 2 二元混合物的焓表达式为H?x1H1?x2H2??x1x2，则
H1? ，
H2? 。
3 苯（1）－环己烷（2）二元系统在77.6℃，压力为101.3kPa时形成恒沸物，恒沸组成为x1?0.525，已知该温度下苯的饱和蒸气压为99.3kPa，环己烷的饱和蒸气压为98.0kPa。则
Van Laar方程是A12= ，A21= 。 A12A21x1x2GE?已知Van Laar方程为 RTA12x1?A21x24 在环境温度为300K的条件下，将含有6mol的N2和4mol的O2完全分开的理想功为 kJ。
5 （请在每个空格上填“上升、不变、下降”中的其中之一） 理想气体经过节流阀绝热节流后，温度会 ； 家用空调制冷剂在空调内经节流阀节流后，温度会 ； ?J?0的流体经节流阀绝热节流后，温度会 ；
143
节流后流体的熵值会 。 四（共30分）计算题
1 （12分）已知环己烷（1）－苯（2）系统在40℃时的活度系数模型为GE?0.458RTx1x2，
S纯组分的蒸气压为P1S?24.62kPa，P2?24.42kPa，试求该温度下当液相组成为x1?0.2时
的气相组成和压力。
2 （12分）有一逆流式换热器，利用废气加热空气。空气从0.1MPa，20℃的状态被加热到125℃，空气的流量为1.5kg?s?1，而废气以0.13MPa，250℃的状态冷却到95℃，废气的比等压热容为0.84kJ?kg-1?K-1、空气的比等压热容为1.04kJ?kg-1?K-1，假定空气与废气通过换热器的压力和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0.13MPa，300K，试求换热器中不可逆传热的损耗功和有效能损失，换热器的有效能效率。 （提示：损耗功WL?T0??Sg；有效能B?H?H0?T0?S?S0?）
3 （6分）某二元混合物，其逸度表达式为lnf?A?Bx2?Cx22，式中A，B，C均为T，PGE的函数，试确定，ln?1，ln?2的相应关系式（二组分均以Lewis－Randall规则为标准态
RT逸度）。
五（10分）说明空调制冷的工作原理（图示出工作示意图并在相应的T－S图上标出循环过程）。并据此提出使用时的节能措施，解释为什么北方严寒地区不适宜用热泵空调制热。
参考答案
一 1 ×； 2√； 3 ×； 4 ×；5 ×；6 ×；7 ×；8 √；9 √；10 √ 二 1 B；2 D；3 C；4 A；5 B；6 C；7 A；8 A；9 D；10 D
2三 1)SRK方程，RK方程，PR方程，Virial方程；2)H1?H1??x22；H2?H2??x1；
3)A12?0.125，A21?0.0919；4)16.79kJ；5)不变、下降、上升、上升
??(nGE/RT)?四 1 nG/RT?0.458x1x2，ln?i??，则： ??ni??T,p,nj[i]E2ln?1?0.458x22，ln?2?0.458x1。当x1?0.2，?1?1.341，?2?1.0185 SP?P1Sx1?1?P2x2?2?24.62?0.2?1.341?24.42?0.8?1.0185?26.5kPa
P1Sx1?124.62?0.2?1.341y1???0.249
P26.52 取逆流热交换器为系统，根据热力学第一定律知： m1CP1(t2?t1)?m2CP2(T2?T1)?0，即：
1.5?1.04?(125?20)?m2?0.84?(95?250)?0，解得m2?1.26kg?s?1
0.13MPa，250℃ 95℃ 3 2 125℃ 0.1MPa，20℃ 模拟试题(7)—试题四第2题附图
4 1
144
各点有效能计算如下：
?tP?点1：B1?m1?(H1?H0)?T0(S1?S0)??m1?CP1(t1?T0)?T0CP1ln1?RT0ln1?
T0P0???tP?点2：B2?m1?(H2?H0)?T0(S2?S0)??m1?CP1(t2?T0)?T0CP1ln2?RT0ln1?
T0P0???TP?点3：B3?m2?(H3?H0)?T0(S3?S0)??m2?CP2(T1?T0)?T0CP2ln1?RT0ln2?
T0P0???TP?点4：B3?m2?(H4?H0)?T0(S4?S0)??m2?CP2(T2?T0)?T0CP2ln2?RT0ln2?
T0P0??代入数据得：B1?0.13kJ?s?1，B2?20.6kJ?s?1，B3?87.83kJ?s?1，B4?35.48kJ?s?1 根据有效能衡算关系得：
WL?B2?B4?(B1?B3)?0.13?87.83?20.6?35.48?31.88kJ?s?1 ?a?1?WL31.88?1??63.8%
B1?B30.13?87.83或按下列方法计算有效能损失：
t398?0.478kJ?K?1?s?1 空气：?Sair?m1CP1ln(2)?1.5?1.04?lnt1393废气：?Swaste?m2CP2ln(T2368)?1.258?0.84?ln??0.371kJ?K?1?s?1 T1523根据热力学第二定律知：?(?Sair??Swaste)??Sf??Sg?0，∵Q=0，?Sf?0
?Sg??Sair??Swaste?0.478?0.371?1.07kJ?K?1?s?1
WL?T0??Sg?1.07?300?31.9kJ?s?1 n23 nlnf?An?Bn2?C2，则：
nln????nlnf??????nlnf??ff2212；???A?Cxln?????A?B?C(2x2?x2) 2x1??n1?nx2??n2?n21取Lewis-Randall规则为标准态，则：
?????f?f?f1??lim?1??eA；f2?lim?2??eA?B?C
x1?1?x?x2?1?x??1??2?????f?f?221 ln?1?ln???Cx2；ln?2?ln??2??Cx1??f?x??f?x?1?2??1?2GE?x1ln?1?x2ln?2?Cx1x2 RT 145
模拟试题(7)—试题五附图 五
制冷系数定义为：?C?Q0WS1TH?1TL3 散热器 2 WS T 2
节流阀 压缩机 TH 3 4 蒸发器 TL
4 S
1 1
Q0
当TL?时，?C?，即消耗单位量的功时，Q0?，越节能 制热系数定义为：?H?QHWS1 TL1?TH当TL?时，制热。
TLT?，1?L?，?H?即消耗单位量的功时，QH?，所以不适宜用热泵空调THTH 146
化工热力学模拟试题(8)及参考答案
一 判断、选择、填空题(35分，前21小题每题1分) 1 孤立系统的热力学能和熵都是一定值。 2 描述封闭系统中理想气体绝热可逆途径的方程是
T2?p2???T1?p1?(k?1)?k( )
ig(其中k?Cigp/CV，而一位
学生认为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆条件。 3 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的Gibbs函数相等。 方程。
ig5 (S?S0)(T，P)?Rln( ) ( ) (
) ) ) ) )
4 理想气体的状态方程是pV=RT，若其中的压力P用逸度f代替后就成为真实气体的状态
P与参考态的压力P0无关。 P0( ( ( (
6 符合热力学一致性检验的气液平衡数据一定是真实可靠的。 7 从超额性质的定义可知，其数值越大，则溶液的非理想性越强。 8 液液相平衡一般出现在与理想溶液有较大正偏差的溶液中。 9 在气液两相达到平衡时，其气液两相混合物的逸度相等。
( ) (
)
110 能量平衡关系?H??u2?g?Z?Q?WS对任何系统、任何过程均适用。
211 在二元系统的气液平衡中，若(1)为轻组分，(2)为重组分，则y1?x1；y2?x2。
( ) 11 热力学第二定律告诉我们，熵产为零的过程，熵流也为零。
(
) )
12 偏心因子是从下列定义的：A.分子的对称性；B. 蒸气压性质；C.分子的极性。 (
14 下列关系不成立的是：
?Ef?(nlnf)??(ln?)???(nG/RT)???i??xA.ln?；B.ln(i)??；C. ( ) ln??i???ni?T,P,nj[i]?i?T,P,nj[i]??ni??T,P,nj[i]xi13 对于任一均相物质，其U和H的关系为：A. H≤U；B. H>U；C. H=U；D. 不能确定。
( )
15 一气体符合P?RT/(V?b)的状态方程，从V1等温可逆膨胀至V2，则系统的?S为： A. RTlnV?bV2?bV；B. 0；C. Rln2；D. Rln2
V1?bV1?bV1 ( )
?fRTlni知，Gig(T,P,{y})的状态
Pyi16 由混合物的逸度的表达式Gi(T,P,{y})?Gigi(T,P,{y})?为：A. 系统温度、P=1的纯组分i的理想气体状态；B. 系统温度、系统压力的纯组分i的理想气体状态；C. 系统温度、p=1的纯组分i；D. 系统温度、系统压力、系统组成{y}的理想气体混合物。
熵变：A.为正；B.为负；C.可正可负
体吸热)是10kJ。试问流体的熵变：A. 为正；B. 为负；C. 可正可负
( ) ( (
) )
17 某封闭系统经历一不可逆过程。系统对外界作功和排热分别为15kJ和5kJ，试问系统的18 某流体在稳流装置内经历一不可逆过程，加给装置的功为25kJ，从装置带走的热量(即流19 从合理用能角度出发，在流体输送过程中，同样物质的高温物体比低温物体的流速要：
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