2006-化工热力学期末考试闭卷A1及答案

南京工业大学化工热力学试题（A ）卷（闭）

2005~2006年度第二学期 使用班级 化学工程与工艺专业03级

2006.6．

班级 学号 姓名 成绩 题号 得分 一 二 三 四 五 总分 一．单项选择题（每题1分，共20分）

本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表： 1 题号 答案 题号 11 答案 2 12 3 13 4 14 5 15 6 16 7 17 8 18 9 19 10 20 1．关于化工热力学应用的下列说法中不正确的是（ ） A．可以判断新工艺、新方法的可行性 B．预测反应的速率

C．通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据 D．相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础

2．超临界流体是下列（ ）条件下存在的物质

A.高于TC和高于PC B．高于TC和低于PC C．低于TC和高于PC D．TC和PC

3． 混合气体的第二维里系数

A . T和P的函数 B. 仅为T的函数 C . T和组成的函数 D . P和组成的函数

4. 如被冷物系要求达-15℃，则制冷循环中氨的适宜蒸发温度为（ ）。

A.-15℃； B. -10℃； C. -20℃ ； D.-45℃。

5．纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ ） A．饱和蒸汽 B.饱和液体 C．过冷液体 D.过热蒸汽

6. Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。关于该方程以下说法不正确的是（ ）

A．适用于极性以及缔合体系 B. 不适用于液液部分互溶体系

C．提出了局部摩尔分率的新概念 D. 它的超额自由焓模型是根据正规溶液为基础的

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7．气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值（ ）

A. 增加 B． 减少 C．不变 D. 不能确定

8.三参数普遍化方程中，三参数为（ ）。

A．Tr，Pr，Z； B．Tr，Pr，Vr ； C．Tr，Pr，VC； D．Tr，Pr，ω 9．对1mol符合P?RT/(V?b)状态方程的气体， (?S/?V)T

应是（ ）

A. R/（V-b） B. R C. -R/P D. R/T

10．.不可逆过程中孤立体系的（ ） A.总熵是增加的， C.总熵是减少的， 但

11．对同一朗肯循环装置,如果提高汽轮机进汽压力，其余条件不变，则其热效率（ ） A. 有所提高，乏气干度下降 B. 不变，乏气干度增加 C. 有所提高，乏气干度增加 D. 热效率和干度都不变

12.关于制冷原理，以下说法不正确的是（ ） A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降

B. 只有当?J?T?0，经节流膨胀后，气体温度才会降低 C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大 D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降

E. 符合理想气体行为的气体不可用来做节流膨胀过程的制冷介质。

13．关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ ）

A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B．偏摩尔焓等于化学位 C．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位

14.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A浓度的增加而减小，则B的偏摩尔体积将随B浓度的增加而( )

A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定

15．在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ ）。

也是增加的 B.总熵是减少的，

也是减少的 是减少的

是增加的 D. 总熵是增加的，但

?V?A.　f1?Ｌ?C.　f１?L；　f?V?f1２?Ｖ；　f?Ｖ?f２１?L　　B.　f?V?f?Ｖ；　f?Ｌ?f?Ｌf２１２１２

ＬLV?f　　D.f?f(f为混合物的逸度）２

16偏心因子ω的数值大小与 有关。

A．温度； B．压力； C．物质种类； D．物质种类与温度。

2

南京工业大学 第2页，共6页 17. 60KPa的饱和蒸汽，其Sg=8.328KJ/Kg.K，Sl=0.5207 KJ/Kg.K，那么60KPa，S=8.4 KJ/Kg.K的H2O，应该是 （ ） A．过热蒸汽 B. 湿蒸汽 C．液体水 D．饱和水蒸汽

18．一封闭体系经过一变化，体系从25℃恒温水浴吸收热量8000KJ，体系熵增25KJ/K，则此过程

A. 可逆的 B.不可逆的 C. 不可能的

19．根据Van’t Hoff等压方程式，对吸热反应，温度升高，反应平衡常数（ ） A．增加 B．减少 C．不变 D．可能增加也可能减少

20．对反应H2O →H 2 + 1/2O2 ，反应开始时有4 mol水蒸气，如反应进行一段时间后，有1 mol O2生成，则反应进度和H2的摩尔分数分别是（ ）

A．2，1/5 B．1，2/5 C．2，2/5 D．1，1/5

二．填充题（本大题共15分，每格1分）

1. 本课程学过各种状态方程如RK方程、理想气体方程、vdW方程、SRK方程，请为它们的计算准确度排序 。 2. 体系由一状态到另一状态变化过程中以_________________方式进行时的功效应，称为此过程的理想功。

3. γi>1的二元共沸物系,是具有 压力共沸点的物系。 4．超额性质的定义是 M E =________________________。

5．麦克斯韦关系式的主要作用是 ______________________ 。

6．流体经常通过喷嘴获得高速气体（超音速），该高速气体的速度为___________________。 7．对理想溶液,ΔH=_________,ΔS=_________ ___，ΔG =___________ _。 8．一定温度压力下，体积减少的气相反应，若增加惰性气体量，则产物平衡组成__________。 9．真实气体混合物的PVT性质=纯气体的PVT关系式+________ _规则。 10．普通能量平衡是反映系统中能量的 利用情况，有效能(

统中能量 的利用情况。 11． 体积膨胀系数的定义式为：??为 。

12.同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率 。

)平衡是反映系

1??V???那么，理想气体的体积膨胀系数V??T?P

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三．简答题（本大题共15分，每题5分）

1． 简述剩余性质的定义和作用。

2． 在P--V图上标出临界点、饱和液相线、饱和汽相线和相关区域。 3．简述纯物质逸度fi的定义和物理意义。 四．计算题（本大题共50分）

1.设有压力为1.013MPa、 6.868MPa、 8.611MPa的饱和蒸汽和1.013MPa， 573K的过热蒸汽和8.611MPa，573K的饱和水，若这些蒸汽和水经充分利用后，最后排出0.1013MPa， 298K的冷凝水。

（1）将它们做功本领从大到小排序，并说出如此排序的理由。（不需要计算） （2）简要阐述如何合理利用蒸汽。 （3）计算4#饱和蒸汽的

序号 0 水 P, MPa 0.1013 T,K 298 453 573 557.2 573 573 Ex。

S H (KJ/Kg.K ) (KJ/Kg ) 0.3674 6.582 7.13 5.826 5.787 3.2534 104.9 2772.1 3053 2775 2783 1344 (4) 若将4#饱和蒸汽变成5#饱和水，环境温度为298K，请计算此过程所做的理想功（12分）。

1 饱和蒸汽 1.013 2 过热蒸汽 1.013 3 饱和蒸汽 6.868 4 饱和蒸汽 8.611 5 饱和水 8.611

2．有一氨压缩制冷循环装置，其制冷量为100000kJ/hr。氨的蒸发温度是243K，经可逆绝热压缩后，冷凝至303K，过冷到298K,再经节流阀节流，回蒸发器。试计算:1）在T-S图上表示此循环过程； （2）每kg氨制冷量；

（3）单位时间制冷剂的循环量和压缩机理论功率（kw）； （4）制冷系数。

已知压缩机进出口处氨的焓分别是1644 kJ/kg和1966 kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是540 kJ/kg。 （12分）

3．由实验数据得到25℃，1atm下一二元溶液的摩尔焓可用下式表示：

4