化工热力学习题集(附答案)(7)

2019-01-04 22:58

平均体积分率而得来的。

12.真实气体混合物的PVT性质=纯气体的PVT关系式+ 规则。 13.三参数对比状态原理中,三参数是指 。

三、判断题(请在正确的题后括号内画“√”,错误的画“×”)

1.维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( ) 2.对于理想混合物,?H,?G,?V均为零。 ( )

3.对于二元混合物体系,当在某浓度范围内组分2符合Henry规则,则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。 ( )

4.蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀,体系和环境总的火用是守恒的,总的火无是守恒的。( )

vl5.混合物体系达到汽液平衡时,总是有f?i?f?i,fv?f,fi?filvl。 ( )

四、简答题

1.写出①稳定流动系统热力学第一定律的一般形式;②当流体流经泵和③流经换热器时系统热力学第一定律的简化形式。

2.完成相平衡体系求解过程框图。假设体系为部分理想系,已知总压及液相各组成,求该体系温度及汽相组成(ξ为某一有限小数)。

解:汽相中组分i分逸度系数??i? ,饱和蒸汽中纯组分i的逸度系数?i? VS

No,重新调整 已知P,xi 假设: 计算: 计算: 公式: Yes ?yi?1??输出T,yi

五、计算题

1.( 10分) 6.0MPa,400℃的过热蒸汽(H1=3174 kJ·kg-1,S1=6.535 kJ·kg-1·K-1)在稳流过程中经透平膨胀到0.004MPa、干度x=0.9。(已知0.004 MPa下Hg=2554 kJ·kg-1,Sg=8.4808 kJ·kg-1·K-1,HL=120 kJ·kg-1,SL=0.4177 kJ·kg-1·K-1)。T0=298K。 (1)如该透平是绝热的,求该过程的Wid、Ws、WL及热力学效率η 。

(2)如该透平的热损失为5 kJ·kg-1汽 终态不变。求该过程的Wid、Ws、WL及热力学效率η 。

2.( 8分)在298K和0.1MPa下二元系焓变

?H?20.9x1x2(2x1?x2) 已知 H1?418J/molH2?627J/mol x为摩尔分数 以T,p 下纯组分焓为基准,

求:(1)?H1,?H2; 2)无限稀释偏摩尔值?H1?,?H2?; (3)H1?,H2? 3.( 8分)某二元溶液,Lewis-Randall 规则标准态的超额Gibbs自由能可由下式给出:

GE两纯组元逸度分别为f1*和f2,单位为Pa, GE:J?mol/RT??x1x2 式中:?为常数,

*?1,

T :K, 求:以Lewis-Randall 规则为标准态的活度系数?1与?2的表达式。

4、( 14分)纯液体A与B形成部分理想体系,在90℃时蒸气压力为PAS?800mmHg,

PB?600mmHg,液相活度系数ln?SA?xB,ln?B?xA,问:

22(1)与30%(mol)A及70%(mol)B的液相混合物平衡的蒸汽总压为多少? (2)能否生成共沸物?如生成的话,恒沸点是最高点还是最低点?为什么? (3)如已知ln?

A?6?xB,导出ln?B的组成函数表达式

2模拟题九

一. 选择正确答案并简要说明为什么

1. 某人计算真实气体的自由焓时认为:b

( a ) G=G*?GR; (b)G=G*?GE; ( c ) G=G*??G.

2. 某流体在稳流装置内经历一个不可逆过程,所需要的功为 10KJ?Kg-1,得到的热

量为30KJ?Kg-1。试问流体的熵变: (a)为负; ( b)为正; ( c) 可正、可负。 3. 若始、终状态及环境温度T0一定,理想功Wid:

(a) 等于可逆轴功;(b)是完全可逆功;(C)等于始终状态间的火用 变化的绝

对值。

4. 甲烷气(视为真实气体)由状态T1、P1节流膨胀至T2、P2,其: (a)?S?0; ( b) ?H=0; ( c) ?G=0。

二. 简答题

1. 以二元溶液为例,写出三种计算偏摩尔性质的方法,要求写出详细计算方法,步 骤或所需的公式。 2. 写出开系稳流过程的热力学第一定律表达式,并举一应用实例。

三.证明题

某二元溶液的偏摩尔焓可由如下方程表示:

2 H1?H1?Bx2?A

H2?H2?Bx1?A

2 式中:H1、H2分别为纯组分1和2的焓,A、B是温度和压力的函数; 问:从热力学角度考虑该对方程是否合理?

四.计算题

1. 今有压力为10Mpa、温度400℃的过热蒸汽,经汽轮机绝热膨胀,乏气为0.2 Mpa 的饱和蒸汽,蒸汽有关数据为:

状态

10Mpa、400℃过热蒸汽

0.2Mpa饱和蒸汽

H KJ/Kg 3093 2707

S KJ/Kg·K 6.207 7.127

① 试计算上述过程产生的轴功Ws; ② 过程的火用 和火无的变化值?Ex、?AN; ③ 过程的理想功Wid和损耗功WL。

上述计算以1Kg蒸汽为基准,环境温度T0?298K。

GE2. 某二元溶液的过量自由焓可表示为:

ssRT?0.7x1x2。试求ln?1、ln?2。

3. 若t = 45℃时,P1?145Kpa,P2?68Kpa。由上题得到的ln?1、ln?2计算x1?0.5

时汽相组成及压力。假设汽相为理想气体。

模拟题十

一、 选择题

1.汽液平衡计算方程式yiP=γixiPi适用于 ( )

A.完全理想体系 B.化学体系 C.非理想体系 D.完全非理想体系

2.气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是 ( ) A.μj=0 B.μj>0 C.μj <0 D.不确定

E

3.已知溶液的xi与γi,则溶液超额自由焓G的计算式为: ( )

A.GE=RT???ilnxi? B.GE=RT??xiln?i? C.G=RT??xilnxi? D.G=RT?ln??ixi?

E

E

S

4.下列关系式哪个适用于理想溶液 ( )

E

E

?????A.ΔV=H=ΔG=ΔHi=0 B.ΔVi=ΔUi??Gi??Si=0

C.Vi=Ui?Gi?Si=0 D.ΔS=ΔG??SE=G=0

5.在众多状态方程式中,能从理论上加以证明的是 ( ) A.R——K方程 B.维里方程 C.范德华方程 D.马丁-候方程 6.常压下某液体沸腾时,保持不变的热力学性质是 ( )

A.摩尔体积 B.摩尔熵 C.摩尔自由焓 D.摩尔内能

?????7.混合物的逸度f与组分逸度fi之间的关系是 ( )

A.f=?xifi B.f=?^^^fi

^C.f=?xilnfi D.lnf=?xilnfi/xi

8.由于温差引起两个物系之间进行热交换,那么包括这两个物系的绝热体系的熵变为 ( ) A.正值 B.负值 C.零 D.不定值

9.维里方程PV=a(1+B`P+C`P2+??)中a等于 ( )

A.RT+B B.RT C.R2T D.RT2 ???12?21ln???ln(x??x)?x?10.已知Wilson方程中111222??,那么,

x??xx??x1222211??1lnγ

1

= ( )

A.1-ln?12??21 B.1-ln?21??12 C.1 D.ln?21??12 11.在同一温度下,单组分体系T—S图上各等压线随熵值的增大,压力将( )

A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定

12.理想功实现的条件为 ( )


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