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1、- - - - - - 学院专业班级学号姓名评卷密封线密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理评卷密封线 中南大学考试试卷20142015 学年 一 学期 化工热力学课程（时间： 2015年 1 月 8 日，星期二， 10:00-11:40，共计： 100分钟）48 学时， 3 学分，闭卷，总分100 分，占总评成绩50 % 题号一二三四合计满分30 分20 分15 分35 分100 得分评卷人出卷人一、选择判断题( 本大题共15 小题，每小题2 分，共计30 分) 1. 纯物质的第二virial系数 B （）A 仅是温度的函数 B 是 T 和 P的函数C 是 T 和
2、 V的函数 D 是任何两强度性质的函数2 Pitzer提出的由偏心因子计算第二维里系数的普遍化关系式是（） 。A B = B0B1BB = B0 + B1C BPC/ （RTC）= B0 + B1 DB = B0 + B13下列关于GE关系式正确的是（） 。A. GE = RT X iln Xi B. GE = RT X iln a iC. GE = RT X iln i D. GE = R X iln Xi4下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为（） 。A. iiGB. dTSdPVGdiii；C. ijnPTiinnGG,D. ijnnVTiinnGG,5. 下述说法哪一个正确？某物质在临界点
3、的性质( ) A与外界温度有关 B 与外界压力有关 C 与外界物质有关 D 是该物质本身的特性。6. 对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下，错误的热力学基本关系式是（） 。A dH = TdS + Vdp B dU = SdT pdV C dG = -SdT + Vdp D dA = -SdT pdV 得分评卷人7. Vg 和 Vl 分别为饱和蒸汽和饱和液体的体积，x 为湿蒸汽干度，则湿蒸汽的体积V为：A. V= x(Vg- Vl) + Vg B. V= (Vg- Vl) + x Vl C. V= x(Vg- Vl) +Vl D. V=(1-x)Vg+ x Vl 8. 对理想溶液具
4、有负偏差的体系中，各组分活度系数i （） 。A 1 B. = 0 C. = 1 D. 1 9. 对 1mol 符合)/(bVRTP状态方程的气体，)/(VST 应是（）A. R/ （V-b） B. R C. -R/P D. R/T 10. 在 P-V 图上，从过热蒸气的状态点a 出发，达到过冷液体的状态点d， 可以是均相的途径(a b c d) ，也可以是非均相的途径(a b c d) 。请指出相应正确的P-T图为 ( ) . A. B. C D. 11维里系数的物理意义是代表物质极性的大小。 ( ) 12对于理想混合物，VGH,均为零。 ( ) 13对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2
5、 符合 Henry 规则，则在相同的浓度范围内组分1符合 Lewis-Randall规则。 ( ) 14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。( ) 15混合物体系达到汽液平衡时，总是有l iv ilvl iv iffffff,?。 ( ) 二. 填空题（本大题共10 小题，每空1 分，共计20 分）得 分评卷人1纯物质 P-V 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于。2剩余性质是指在相同的温度和压力下热力学性质之差。3. 超额性质是指热力学性质之差。4在真实气体混合物P 0 时，组分i的逸度系数i等于。5三参数对比状态原理中，三参数是指。6. 混合法则描
6、述的是的关系 ,它的提出是为了解决的计算。7. 封闭体系中的1mol 理想气体 ( 已知ig PC) ，按下列途径由T1、P1 和 V1 可逆地变化至P2，则，等温过程的 W=，Q= ，U= ，H= 。8. 正丁烷的偏心因子0.193 ，临界压力为pc 3.797MPa，则在 Tr0.7 时的蒸汽压为MPa 。9. 指出下列物系的自由度数目，(1) 水的三相点， (2) 液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态。10. 在下表空格处填入相应的偏摩尔性质或溶液性质iMM iiMx Mflnlni 三、简答题 ( 本大题共2 小题，共计15 分) 1、(7 分)简述偏离函数的定义和作用。得 分评卷人2、(8
7、 分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。试用下表分析液化气成分选择的依据。物质临 界 温度临界压力 正 常 沸点燃烧值Tc，Pc，atm TB，kJ/g 甲烷-82.62 45.36 -161.45 55.6 乙烷32.18 48.08 -88.65 52.0 丙烷96.59 41.98 -42.15 50.5 正丁烷151.9 37.43 -0.5 49.6 正戊烷196.46 33.32 36.05 49.1 正己烷234.4 29.80 68.75 48.4 四、计算题（本大题共四个小题
8、，共计45 分）1. 已知 50时测得某湿蒸汽的质量体积为1000cm3g-1， 求单位质量的H、 S和 G函数各是多少？ （10分）50时水的饱和汽、液相性质性质M饱 和 液相lM饱和汽 相gMV / cm3.g-11.0121 12032 U / J g-1 209.32 2443.5 H / J.g-1209.33 2382.7 S / J g-1 K-10.7038 8.0763 得分评卷人2.在 298K和 0.1MPa 下二元系焓变已知molJHmolJHxxxxH/627/418)2(9 .20212121x 为摩尔分数， 以 Lewis Randall定则为基准。求：（1）1H
9、，2H(4 分) ；（2）无限稀释偏摩尔值1H，2H(3 分) ；（3）1H，2H(3 分) 3 已 知 某 二 元 溶 液 的 活 度 系 数 模 型 为，其中A,B,C仅是 T,P 的函数。 求。，fffRTGEln?ln,?ln/,ln212（均以 Lewis-Ra ndall定则为标准状态。) （15 分）Afln;CBAflnAxln212 21；并已知试 题 标 准 答 案一. 选择判断题1A 2C 3C 4D 5D 6B 7C 8D 9A 10B 11 12 1314 15 二. 填空题1 .0 2. 真实气体与理想气体3. 真实溶液与理想溶液4. 1 5. Tr, Pr, 6.
10、混合物的虚拟参数与所含纯组分以及组成之间混合物热力学性质7. 21lnPPRT21ln PPRT0 0 8. 0.2435 9. 0 1 10. iMM iiMx M)x/f?ln(iifln)/?ln(lniiixfxfi?lnlniix?lnlni RTGE/ iiExRTGln/三. 简答题1.偏离函数定义，*MMMR指气体真实状态下的热力学性质M与同一 T， P下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间 的差额。如果求得同一T，P下 MR ，则可由理想气体的M* 计算真实气体的 M 或 M 。2.（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度 也低于夏天的
11、最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。 （2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化， 不利于燃烧。 四. 计算题 1.118.40708303.02.259291697. 033.2091JgxHxHHgl0803.00121.1120320121.110001lglglVVVVxxVxVV2.molJHHHmolJHHmolJHHHmolJHHxxxxdxHdxHHxxxxxdxHdxHHxxxx dxHdxxxxxxHxx/8.6688.41627/8.41lim/9.4389.20418/9.20lim8.41)31)(9.20()1(9.2
12、0) 132(9.20)31)(9.20)(1()31(9.20)1()31(9.20)2()1(9.20)1(9.20)2(9.202222021111013 12 112 1 1122 13 12 113 1 1113 1112 1 12 112121213. 解(2 分)：(3 分)(2 分) (2 分)(3 分) (3 分) 0lndxDGN0iii方程：根据0lndxlndx221122212221ln111 222211 222ln0110lnln22xxxxxxxdxddxAxdxAx dxxdxxCBAxlnAxflnxlnAxf?lnAx)fxf? ln(ln12 2112 212 2 111 12 12AxlnAxlnAxflnxlnAxf?lnAx)fxf? ln(ln22 1122 122 1 222 2又212 122 21iiE xAxAxxAxx)lnx(RTGAx)CB(xAxCxBxAxf? lnxxf? lnxfln1212 11 21 2 11 1113159. 108303.00763. 891697. 07038.01KJgxSxSSgl1053.183159.115.32318.407JgTSHG
