化工热力学考试题目5

《化工热力学考试题目5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工热力学考试题目5（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、化工热力学考试题目5一、 选择题1、水处于饱和蒸气状态，其自由度为，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要个独立状态参数的已知条件。A、 0 B、 1 C、 2 D. 3 2、经历一个不可逆循环过程，体系工质的。A、增大B、减小 C、不变 D、可能增大，也可能减小3、体系中物质i的偏摩尔体积V.的定义式为：iA、dV.尸 ont ,5冲iC、V=器IonT, p ,n.j +.iovB、V =总ion T,v siovD、V-=不总Ti4、朗肯循环中为提高汽轮机出口乏气的干度，可以。A、提高初压B、提高初温C、降低排汽压力D、采用回热5、流体(TP1)经节流膨胀后，流体的温度必。A、不变 B

2、、下降 C、增加 D、前三者都可能。6、范德华方程与R-K方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V值是。A、饱和液体体积B、饱和蒸汽体积C、无物理意义D、饱和液体与饱和蒸汽的混合体积7、可以通过测量直接得到数值的状态参数。A、焓 B、内能 C、温度 D、熵8、有一机械能大小为1OOOKJ,另有一恒温热源其热量大小为1OOOKJ,则恒温热源的热火用机械能的火用。A、大于 B、小于 C、等于 D、不能确定9、冬天要给-10C房间供热取暖，消耗500W的功率给房间供热，采用可逆热泵循环、电热器两种供热方式，哪种供热方式的供热量多？A.前者 B.两者

3、相等C.后者 D.没法比较。10、高压氮气从同一始态出发，分别经历两个不同的膨胀过程达相同的终态。其中已知一个可逆过程的工质熵变为20KJ/(kg.K),另一个不可逆过程的工质熵 KJ/(kg.K)。A、大于20 B、小于2011、某真实气体符合状态方程C、等于T 20P =-u bD、a不能确定。aT uo.5 (u + b)a、b为的常数,则当该气体进行绝热膨胀时，膨胀后气体的温度A、升高 B、降低 C、不变 D、不能确定12、对于流体混合物，下面式子错误的是A、M g = lim M1XTO 1B、H = U. + PViiiC、理想溶液的ViD、理想溶液的* * 3 4 S 6 7 8

4、i = 5.二、填空题1、填表：偏摩尔性质（M .）i溶液性质（M）相或固相组份。则该论述是In Yi9、给冷流体T2加热至预定的工艺温度，采用换热器进行间接传热，当热流体温度T1减小,即传热温差（T1-T2）减小，则流体有效能的损 。（作出“减小/增大/不变/与传热温差无关”的判断）10、封闭体系中的lmol理想气体，由P =10 bar、V =0.4m3可逆定温膨胀到v2 =0. 8m3，贝9 AS = KJ/ （mol.K）。11、当过程不可逆时，孤立系统的总0,工质的产生0。12、在门窗紧闭房间有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱大门就有一股凉气扑面，使人感到凉爽。通过敞开冰箱大门，则房间

5、的温度将会。（填入“不变”或“下降”或“升高” ）三、分析说明题在热功转化的实际热机循环中，将5Mpa、40C水在锅炉中定压加热到400C的过热蒸汽。（1） 计算其过程的焓变。工程中常采用水的热力学图或表来查询过程始态和终态的 焓值进行计算。现技术员小张使用不同来源的水蒸汽表或图（均是正式的权威 出版物，数据可靠）查到同一状态点的焓值 h 值竟相差较大，为什么？工程中 使用热力学性质图、表来求解热力学过程的焓变、熵变时要注意什么问题。（2） 请自行给出已知条件，计算工质在锅炉所吸收的热量Q。（答题时只需给出解 题的步骤和方法，不必给出具体结果）四、应用及计算题1、已知50Kg的丙烷气体，需要在

6、137C、5Mpa的条件下贮存。欲设计一个压力容器，请提供该容器的体积设计参数。请分别据两种方法进行计算：（1）普遍化三参数压缩子法（2）真实气体状态方程法RTa设丙烷符合R-K方程P二厂b 一 T0.5 u （u+ b） 说明：答题时只需给出解题的步骤和方法，不必给出具体结果。注意：公式中每一参量必须作出说明：根据已给条件，直接代入公式中每一参量的具体 数值和单位必须作出说明，而在计算时已知条件不足的均须自行补充说明（其中 a 和b不必列出公式）。否则相应步骤的得分值为0。2、某纯物质B由1 .013Mpa, 453K的饱和蒸汽变为4 .052Mpa, 653K的过热蒸汽。（1）试 设计以偏

7、离函数为基础的计算过程AH的路径框图，并写出各步骤的计算过程的焓变及仙 总表达式；列出所用到的主要公式，不需算出最后结果。（2）简要说明计算过程AH为何要 引入偏离函数的概念。（假设已知理想气体的Cp= a+bT+cT2,偏离焓Hr）。3、某二元低压体系，组分的结构差别较大，其超额自由焓的表达式为Ge/(RT=2XX2，某温 度下，该体系纯组分的饱和蒸汽压分别为：P1s= 82.37kPa，P2s= 37.31kPa请进行如下计算：(1) 列出汽液平衡关系式；(2) 求组分1、组分2的活度系数与组成的关系；(3) 求该温度下体系的 p-X1-y1 关系式；参考答案1.B2. C3.D4. B8

8、.B9.A10.C11. B二、填空题1.偏摩尔性质(M.)i溶液性质(M)In申iln申In YigErt一、填空题5. D 6. _B12 D2.3. 不能 4. 正确5.6.7. -107. C& 活度系数法，状态方程法 9. 减少10. 11.511. 大于、大于.12. 升高三、分析说明题(1)状态(T、P)的焓值H是相对于某一基准态的焓值。1分 如基准态规定不同，同一状态点(T、P)其焓值也是不同的。小张遇到问 题，因不同来源水蒸汽图或表的焓值基准态规定不同造成的。 4 分 要注意问题：所查询过程始态和终态的焓值的基准态应相同。2 分(2)对锅炉进行能量衡算Q + W = H +

9、(1/2) C 2 + (gh ) 1分W 0 (gh) 0 (1/2) C 2 0 1 分 Q H 1 分方法一 ：AH = H- H KJ/Kg查水蒸汽图或表的始、末态的焓值。1分 21方法二：设计过程计算焓变(1 分)5Mpa、40C水f5Mpa饱和水一5Mpa饱和水蒸汽一5Mpa、400C的过热蒸汽。据热容进行显热计算AH =f CdtuC (t -1) KJ/Kg，据汽化潜热进行相变热计1 p p 2 1算。t1四、计算题1、（1）普遍化三参数压缩因子法：（共 6分）1分）PTP = T = n （1分）查压缩因子表得Z0和Z1 r P r Tcc1分）1分）Pu= ZRTZ 泸TP

10、 （i分）如p、丁、u量纲不正确，则丙烷扣1分如果T量纲为K,P量纲为pa则u量纲为m3/g ；如果T量纲为K,P量纲为Kpa则u量纲为m3 /Kg o（1 分）V = mu = 50u（m3）（u 量纲为m3 /Kg ）2）真实气体状态方程法：（共 7分）RT（4U4 分）P = 口 T 0.5 u （U+ b）已知r = 8314KJ /（kg.K）丙烷p = 5 x 103kpaT = 410 Ka 二 f （R, T , P ）或。二 0.42748R2T 2.5 / p1分）而C Cc cb 二 f （R, T , P 或=0.0864R - T / PC C c c 须查取丙烷的临

11、界参数RT（1分）据P P - T 0.5 u （u+ b），经试差计算得um3 /Kg ），（1 分）V 二 mu 二 50o（m3）（u 量纲为m3 /Kg ）2、（1）共9 分4分AH = -HR +AH * + HR2 分12653 653AH * 二 AH +AH 二 0 + J C dT 二 J (A + BT + CT2)dTTPP453 4531+1+1=3分二(AT + 0.5BT 2 +1 CT 3)|6533453（2）共 4 分6f3PdV如据AH = J C dT + JV -TG-） dP计算，一方面：对于真实流体特别 PdT p453P1是新开发的物系，其热容往往

12、比较缺乏；另一方面真实流体的状态方程比较复杂，即计算较繁琐、工作量大。基于此，则工程中计算过程如 可引入剩余性质的概念，计算较简单、方便。 1+2+1=4分八3.（1）汽液平衡式fL =i八f g n 丫 - x - Ps = P - yiiiii3分（不作化简说明的，则扣1分）1分（2）血.=idn(GE / RT)2分dn.T,P,nJnn而Ge /(RT)二 2x - x 二 2 亠212n 21分ln 丫 = 2 x 212ln 丫 二 2 x 2211.5+1.5=3分（3）P = P- y + P- y =丫 -x - ps +y -x - ps1 2 1 1 1 2 2 2=16

13、937幺2(1驾-仪x+813e2i32x1- x )21 1 1 1 2 1=150.695(Kpa)p = 150.695 (Kpa)2、计算逸度系数的公式mi = Rt丫（V. 一等）dP仅适用于气体组份，而不能用于液作出是非判断）3、 某气体温度为150C,其临界温度为126.20K,给气体加的压力P足够大，则气体被液化。（作出“能/不能”的判断）4、理想气体有f = P,而理想溶液有i =i。 （作出是非判断）5、在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率是可以达到100%。则该论述是 （作出是非判断）6、常温常压下，将10cm3液体水与20 cm3液体甲醇混合后，其总体积=30 cm3。则该论述是（作出是非判断）7、氮气在封闭的气缸内经历不可逆过程，内能减少20kJ，对外作功10kJ,则此过程中工质与外界交换热量Q =kJ。8、 汽液相平衡的计算方法有和两种方法，前者适用于低中压体系,后者适用于高压体系。