化工热力学习题集（附答案）

正丁烷 151.9 正戊烷 196.46 正己烷 234.4 37.43 33.32 29.80 -0.5 36.05 68.75 49.6 49.1 48.4 3、(6分)工程上常见的汽液平衡问题有哪些类型？

4、(6分)相平衡的热力学一致性检验 5、(6分)卡诺定理的主要内容是是么？

6、(6分)如何利用热力学第一定律测量湿蒸汽的干度？ 7、(6分)什么是理想功、损失功？

六、图示或计算题

1、(20分)在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：如ΔG=0

（1）饱和液体节流膨胀； （2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀； （3）从临界点开始的等温压缩；

（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。

2、(15分)25℃，0.1MPa下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为H =600－180X1－ 20X13 (J /mol) . 式中X1 为组分1的摩尔分数, 标 准 态 按Lewis-Randall定 则计算，求

??(1)　H1,H2；　(２)　H1,H2；　(3)　H1，H2；　(4)　?H；　(5)　HE；（15分）

3、(15分)已知某含组分 1 和 2的二元溶液，可用 lnγ1=AX22 , lnγ2=A X12 关联，A可视为常数， 60℃ 下达汽液平衡时能形成共沸物，现测得60℃下 γ1∞ = 14.7, P1S = 0.0174MPa, P2S = 0.0667MPa，设汽相可视为理想气体。试求： （1）GE表达式； （2）A值； （3）60oC下恒沸点组成和平衡蒸汽压。

4、(15分)某动力循环的蒸汽透平机，进入透平的过热蒸汽为2.0MPa，400℃，排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽，若要求透平机产生3000kW功率，问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少？其热力学效率是等熵膨胀效率的多少？假设透平机的热损失相当于轴功的5%。 5、(15分)试比较如下几种水蒸汽，水和冰的有效能大小。设环境温度为298K。 0.15MPa，160℃，过热蒸汽； 0.3MPa， 160℃，过热蒸汽； 0.07MPa，100℃，过冷蒸汽； 100℃，饱和蒸汽； 0.1MPa，100℃，饱和水；

0.1MPa，0℃，冰。

模拟题四

二．填充题（每空1分，共13分）：

1．纯物质 T—S 图的拱形曲线下部为_______________ 区。

2．一定状态下体系的有效能是指体系由该状态达到与____________成完全平衡状态时，此过程的理想功。

3．纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。 4．溶液中组分i的活度系数的定义是 γi =________________________。 5．单位质量稳定流动体系能量平衡方程_______________________________, 对流体通过换热器的过程，能量平衡方程可简化为 ______________________，对流体通过泵、压缩机等设备的过程，能量平衡方程可简化为_______________________。 6．在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质

三．名词解释题（每题4分，共20分）：

1．偏心因子 2．相平衡准则 3．超额性质 4．偏离函数 5. 理想溶液

四． 计算题

1、 （12 分）化工生产中需0.1MPa，80℃ 热水用于设备保温，此热水由0.2MPa，175℃ 水蒸汽通入0.1MPa，20℃冷水在热水槽中混合得到。请计算： （1）制备1吨热水需用多少冷水和水蒸汽？（4分）

（2）此混合过程理想功和损失功各是多少（按1吨热水计）？（4分） （3）如果用0.1MPa，95℃热水代替水蒸气制备0.1MPa，80℃热水，那么损失功又是多少（按1吨热水计）？（2分）

(4) 比较（2）和（3）的结果，哪一个损失功小？为什么？（2分） 设混合过程热损失可忽略，环境温度是20℃。有关数据列于下：

热水（80℃ ） 热水（95℃） 冷水（20℃） 水蒸气（175℃）

H （kJ/kg） 334.91 397.96 83.96 2819.7 S （kJ/（kg K）） 1.0753 1.2500 0.2966 7.3931

2、 (12分) 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ/h，氨蒸发温度是243 K, 蒸发器出口的氨饱和

蒸汽经可逆绝热压缩、冷凝到303K，过冷到298K，再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器。问： （1）如果压缩机进、出口处氨的焓分别是1644kJ/kg和1966kJ/kg，冷凝器出口过 冷氨的焓是540kJ/kg，试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数。（5分）

（2）如果将氨的蒸发温度调整到253K， 压缩过程仍为可逆绝热压缩，其余条件不 变，试问压缩机的理论功率有何变化，为什么？此时压缩机进、出口处氨的焓分别是1658kJ/kg 和1912kJ/kg。（3分）

（3）在T--S图上标出（1）、（2）二循环过程。（4分）