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1、一、填空题（共 30分，每空 1分）1 偏心因子的定义是 。srrlog.0(.7)pT2 混合法则描述的是 混合物状态方程中的常数项与组成及纯物质参数项的的关系, 混合法则的交互作用参数 是通过 pVT 的实验数据拟合而得到的。 ijk3 第二 Virial 系数的物理意义为 B 仅与两分子间的相互作用力有关；普遍化第二维里系数的关系式是： ，B 的大小是 温度 和分子本身性质 的函数。(0)(1cBpRT4 理想气体等压热容与真实气体等压热容的主要区别是： 理想气体等压热容是温度的函数，真实气体等压热容不仅是温度的函数还是压力的函数。5 Clausius-Clapeyron方程的表达式为：
2、 或者 ZpRTHsvs)/(d2。ZRHTpvs)/1d(ln6 热力学第二定律的数学表达式为 ， 损失功的表达式为 0d孤 立S。isosursyTSW00L7 剩余性质的定义式是： 超额性质的定义式是： p,TM,igR。idME8 理想混合物中混合性质变化为零的量有 V id、 U id、 H id ，不等于零的量有 Sid、 G id 。9 高压下，理想混合气体的逸度系数可以简化为 = i ，理想混合液体的 i= 1 。i10 二元体系汽液平衡数据热力学一致性校验的依据是 dpRTVHdxEE221lnl11 纯组分逸度的定义式是 ；混合物中组分的逸度定义式是 0lnlim/1ipG
3、ff，混合物作为一个整体的逸度的定义式是 ，逸度之间的1limlnd0pyfRTGii 1limlnd0pfRTG关系是 。iiyfflnl12 汽液平衡体系中共沸点的特征是 xiy i。13气体压缩时为减小压缩功可以采用的措施有（1）用冷水夹套、翼片等措施使压缩过程接近等温压缩；（2）采用多级压缩。14 液体混合物发生分相的条件是 ， 液液相平衡方程是 。20dGxiix15 汽液平衡体系中正偏差物系对应的活度系数的特点是 0 。lni16 偏摩尔性质的定义式是： 化学位是偏摩尔 ,jiiiTPnMiG二、简答题（共 6 题，每题 5 分）1. 活度系数法表示的汽液平衡方程是什么？如果以 L
4、ewis-Randall规则为基准的标准态下汽液平衡方程的通式又是什么？在什么情况下可以简化为拉乌尔（Raoult）定律？答：活度系数法表示的汽液平衡方程是： (1,2)viiipyfxN以 Lewis-Randall规则为基准的标准态下汽液平衡方程的通式是： ep(1,2)lsiivsiiiVyxiNRT在压离临界区时， sili在低压下，汽相可视为理想气体，于是有： ， 汽液平衡方程可以简化为：1visi(1,2)siipyxiN如果体系中各组元性质相似，液相可以简化为理想溶液 i于是汽液平衡方程可以简化为： (1,2)siipyxN上式就是完全理想体系的汽液平衡方程，又称为拉乌尔定律。2
5、. 混合物临界点和纯物质临界点有什么相同和不同点？在什么情况下能会产生逆向蒸发现象？为什么？答：发生逆向现象的首要条件是等温线可以两次与露点线相交，或等压线可以两次与泡点线相交。发生的原因是因为混合物的临界点不一定是汽液平衡的最高温度点，也不一定是最高压力点。或流体在高压下不一定出现“逆向蒸发”或“逆向冷凝”现象。3气体的膨胀有几种方式？其特征分别是什么？并举例说明其应用。答：气体的膨胀有三种方式，节流膨胀，其特征为等焓过程，用在蒸气压缩制冷循环，孔板流量计等场合；绝热做功膨胀，如果过程可近似认为为可逆过程，其特征为等熵过程，用在制冷、透平做功等场合。通过喷管的膨胀，通过流体焓值的降低带来速度
6、的增加，用在蒸气喷射泵、火箭发动机等场合。4 理想溶液的定义式是什么？写出基于 LewisRandall 规则和 Henry定律基础上的理想溶液模型，并说明为什么要定义两种理想溶液模型。答： iidxfiidxfiidxkf因为有些组分在溶液的温度和压力下没有纯组分存在，此时标准态选 Henry 常数，此时的理想溶液模型即为理想稀溶液模型。5 常用的状态方程有那些（不用写具体方程形式）？状态方程的作用是什么？答：常用的状态方程有理想气体状态方程和真实气体状态方程，真实气体状态包括维里方程、立方型方程（Redlich-Kwong 方程、 Soave-RK 方程和 Peng-Robinson 方程
7、）和多参数状态方程（BWR 方程， Martin-Hou 方程） 。状态方程处了可以直接计算 PVT 的数据外，还用来计算热力学性质焓和熵以及气体逸度和相平衡计算等。6. 通过化工热力学的学习，你能总结一下热力学的研究方法吗？并举例说明。面对一个问题的首先进行定性了解，然后再建立它们的定量关系；在建立定量关系时，先把研究对象简单化、理想化，建立理想情况下的数学模型，实际问题的数学模型是理想模型加上校正系数。如理想气体方程的建立；溶液逸度方程的建立；气体逸度方程的建立。三（1）画出物质在包括液体区、两相区和气体区 TS 图，并在图中画出至少三条等压线、三条等焓线，并标出它们的相对大小。（2）在某
8、一压力下，体系由过冷液体变为过热蒸气，请在 T-S图上画出它们的变化过程，并说明之。 （10 分）解：（1）图中三条等压线的相对大小是： 321p321H（2）其变化过程如图所示，沿着等压线从过冷液体状态 1到饱和液体 2再到饱和气体，最后变为过热蒸气。四 计算题（共 40分）1（15 分）纯苯的状态由 0.1 MPa 、353K 的饱和液体变为 453K 的饱和蒸气，试计算该过程的H。计算时可用下列数据：正常沸点时的潜热=30681 Jmol-1，饱和液体在正常沸点下的体积=95.7 cm3mol-1，C pig= 16.0+0.235T (Jmol-1K-1)，第二维里系数 ，上式中 T4
9、.23)10(78TB的单位是 K，B 是 cm3mol-1，在 453K 时的饱和蒸气压符合方程：（设苯的 p、V、T 关系符合二阶舍项)/(204.5879.6)/log( CtPas 的维里方程）解：计算框图为：T=453K，t=179.85代入： )/(204.35879.6)/log( tKPas ps 1020.9kPa RH2饱和蒸气453K,1020.9kPa理想气体理想气体RH1vig453K,1020.9kPa353K,101.325kPa353K,101.325kPa饱和液体 1molJ3068HV二阶舍项的维里方程为：，则： （1）RTBpZ1BpRTV （2）TBpR
10、VdpHpR0代入（1）和（2）式得： TBpRTpR d0pTB0d即： TRH4.23)10(78B 4.3924.1 /106.0. TTdT 则： ppHR 34.264.294.29 1036根据题意， 118.molJ1295.80lR1-47823molJ5.10d621TCHTigpig12l3.42695.80.78RigRvH2某蒸汽压缩制冷循环装置，制冷能力为 105 kJh-1，蒸发温度为 -20, 冷凝温度为25，设压缩机作可逆绝热压缩，H 1=1660 kJ -1，H 2=1890 kJ -1，H 4=560 kJ -1，H 6=355 kJ -1，试求(1) 压缩
11、机消耗的功率。(2) 制冷剂每小时的循环量。(3) 冷凝器的热负荷。(4) 该循环的制冷系数。(5) 节流阀后制冷剂中的蒸汽含量。 （15分）解（2）制冷剂的循环量 G h/kg.HqQ09561041（1） 压缩机的功率 kW.wNst 803689036012（3） 凝器的热负荷 h/kJ.HGQ712980509214 （4） 制冷系数 73460891240 .wqs （5） 节流阀后制冷剂中的蒸汽含量 x 15703165114456 .HHxH 3 （本题 10 分）1 与 2形成的二元混合物在 70时蒸气压力为 ，1spkPa，假设汽相可按理想气体处理，其超额自由焓与组成的关系为 260spkPa试问： 12.75EGRTx（1）在 70时该体系是否存在共沸物？如果存在的话，求出共沸组成？ （2）试求与液相组成为 （摩尔分率）平衡的汽相组成和平衡压力为多少？10.4解：根据 ijnpTiiRnG,El可得 2121.75l0x相平衡方程为： siipy234st如果有共沸物存在 可得 即 iiyx12ssp121lnlnssp=-0.606 解答共沸点的组成为22110.75()lnspx 20.940.96xx（2）平衡压力 1212.31041.368.3sspyxp kPa1.304.5998s21.y
