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1、泰 山 学 院 课 程 考 试 专 用注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 1 页泰山学院材料与化学工程系 2005 级、2007 级 3+2 化学工程与工艺专业本科 20072008 学年第一学期 化工热力学试卷 A（试卷共 8 页，答题时间 120 分钟）题号 一 二 三 四 总分 统分人 复核人得分一、 判断题（每小题 1 分，共 15 分。请将答案填在下面的表格内）1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。2、对于确定的纯气体来说，其维里系数 B、C、只是温度的函数。3、孤立体系的熵总是不变的。4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。5、二元
2、液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为 2。6、理想溶液中所有组分的活度系数均为 1。7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于 1。9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化 为负0H值。10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。12、对于理想溶液的某一容量性质恒有 。0iiM13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电能的做功能力大于热能。14、无论以 Henry
3、 定律为基准，还是以 Lewis-Randall 规则为基准定义标准态逸度，混合物中组分 的活度和逸度的值不变。i得分 阅卷人注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 2 页15、逸度与压力的单位是相同的。二、填空题（1-5 题每空 1 分，6-11 题每空 2 分，共 25 分）1、在相同的初态下，节流膨胀的降温效果 （大于/ 小于）等熵膨胀的降温效果。2、恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为 （以表示） 。iM3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时，形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最 的沸点。4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同
4、/不同) 的。5、当过程的熵产生 时，过程为自发过程。6、当化学反应的温度不发生变化时，对体积增大的气相反应，增大压力，反应进度 ，加入惰性气体反应进度 。7、已知平衡压力和液相组成，用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温度时，在假设的温度下算出 ，说明假设的温度 ，应 1iy，重新计算，直到 。 i8、正丁醇（1）和水（2）组成液液平衡系统，25，测得水相中正丁醇的摩尔分数为 0.00007，而醇相中水的摩尔分数为 0.26，则水在水相中的活度系数为 ，水在醇相中的活度系数为 。9、某换热器内，冷热两种流体进行换热，热流体的流率为 ,-10kmolh,温度从 500K 降为 350K,冷流
5、体的流率也是-12kJmolKpc, ,温度从 300K 进入热交换器，该换热器10lh-129kJolpc表面的热损失 ，则冷流体的终态温度 t2= K,该换870hQ热过程的损耗功 WL kJ/h。设 ，冷热流体的压力30T变化可以忽略不计。得分 阅卷人注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 3 页t2 ？T2 冷流体t1Q= -87000kJh-1T1 热流体10、二元混合物的焓的表达式为 ，则 112Hxax1H。 （用 表示）2x11、压缩机对某种气体进行压缩，该气体压缩前后的状态为：压缩前T1=42，p 1=8.05MPa；压缩后 T2=124，p 2=15.78MPa。
6、并已知 R1, 及 。则该-3640kJmolR-1210kJmolH*-108kJmolKc压缩过程气体的焓变 H 为 （以 1kmol 为计算基准） 。四、简答题（每题 6 分，共 12 分）1、写出纯组分 i 和混合物中 i 组分逸度和逸度系数的定义式，并写出混合物中 i 组分逸度与混合物的逸度之间的关系式。2、请画出朗肯循环的 T-S 图，写出其主要热力学过程及每一过程对应的热力学分析。四、计算题（1 题 8 分，2、3、4、5 题每题 10得分 阅卷人得分 阅卷人注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 4 页分，共 48 分）1、实验测得乙醇（1）-甲苯（2）的二元体系的汽
7、液平衡数据为： ,45tPa， ，已知 45时组分的饱和蒸汽压为50.4p110.3,.64xyPa， Pa，假设此体系服从低压下汽液平衡关系，13sP52sP求：（1）液相活度系数 ，12（2）液相的超额自由焓 ，并说明此溶液与理想溶液相比是正偏差还是负EG偏差？（3）液相的混合过程性质变化 和液相的偏摩尔超额自由焓 ,注意1EG的符号说明了什么？G2、某蒸汽压缩装置，采用氨作制冷剂，制冷能力为 2105 kJh-1，蒸发温度为-15 ，冷凝温度为 30，设压缩机作绝热压缩，其等熵效率为 0.75。试求：（1）制冷剂每小时的循环量；（2）压缩机的消耗功率；（3）冷凝器的热负荷；（4）节流后制
8、冷剂湿蒸汽干度x；（5）该循环的制冷系数；（6）相同的温度区间内，逆 Carnot 循环的制冷系数。已知： ， ， ，-11kJgH -19.02kJgKS -12189.kJgH，与状态 1 平衡的液相饱和焓 。-4560.7 -L35T S12354试 题 四 (3)附 图注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 5 页3、有一逆流式换热器，利用废气加热空气。空气从 、20的状态被0.1MPa加热到 125，空气的流量为 。而废气从 ，250 的状态冷-1.5kgs却到 95。空气的等压热容为 ，废气的等压热容为-104JK。假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计，-1
9、0.84kJgK而且换热器与环境无热量交换，环境状态为 和 20。试求：（1）.0Pa换热器中不可逆传热的 损失为多少 (2)换热器中的总 效率和目的 效率分别为多少？4、某二元体系，汽相可以看作理想气体，液相作为非理想溶液，溶液的超额自由焓表达式为 ，该体系有一恒沸点，恒沸组成为 ，12EGBxRT 10.82x恒沸压力是 63.34kPa，该温度下的饱和蒸汽压 58.5kPa， 17.6kPa，1SP2SP求该体系在此温度下，当 0.5 时的汽相组成与平衡压力。1x注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共 8 页 第 6 页5、乙烯气相水合制乙醇的反应式为： ，反24225()()()CHgOCHg应温度分别为 523K 和 3.45MPa，已知 ，求初始水蒸气与乙烯38.150fK的比值为 6：1 时，乙烯的平衡转化率。已知反应混合物为理想溶液，在反应的温度和压力下各组分的逸度系数为 ，24.9CH， 。250.83CHO20.89HO
