化工热力学2014

第三章

习题自测 选择题

1、对理想气体有: C A.(H/P)T0B.(H/P)T0C.(H/P)T0D.(H/T)P 

2 对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有: A A． dH = TdS + Vdp B．dH = SdT + Vdp

C． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp

3、对1mol符合状态方程 P  RT /( V  b ) 的气体， ( S ) 应是 C TPA. R/V； B. R ； C. -R/P ； D. R/T。 4、对1molVan der Waals气体，有 A 。

A. (∂S/∂V)T=R/(v-b) B. (∂S/∂V)T=-R/(v-b) C. (∂S/∂V)T=R/(v+b) D. (∂S/∂V)T=P/(b-v) 5、对1mol理想气体 (  S  V ) T 等于__B___

A. -R/V； B. R/V ； C. R/P ； D. -R/P 。

6、 PTS等于 A VTPSTPVB.TSPC.TVSD.VTPA.TV

因为：

PTSPPTSP VTPSTPVTPSTPVTST PSPVPT1PT VVTPTVTTPV

7.吉氏函数变化与P-V-T关系为 ig  G x  RT ln P , 则 G x 的状态应该GT, P为 C

A. T和P下纯理想气体 B. T和零压的纯理想气体 C. T和单位压力的纯理想气体

（C。因为 G ig (T , P )  G ig , P 0  RT ln P P 0  RT ln P ） T1 

- 1 -

二、是否题

1.体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。 (对。)

2.吸热过程一定使体系熵增，反之，熵增过程也是吸热的。 （错。如一个吸热的循环，熵变为零）

3.热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。 （错。不需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系）

4.象dU=TdS-PdV等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。 （错。能用于任何相态）

5.当压力趋于零时， T , P  M ig ,  0 （M是摩尔性质）。 MTP（错。当M＝V时，不恒等于零，只有在T＝TB时，才等于零） 6.由于剩余函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用剩余函数来计算性质随着温度的变化。 （错。剩余函数是针对于状态点而言的；性质变化是指一个过程的变化，对应有两个状态）. 7.由于剩余函数是在均相体系中引出的概念，故我们不能用剩余函数来计算汽化过程的热力学性质的变化。

（错。可以解决组成不变的相变过程的性质变化）

8. 水蒸气定温过程中，热力学内能和焓的变化是否为零？

答：不是。只有理想气体在定温过程中的热力学内能和焓的变化为零。

三、图示题

将图示的P-V图转化为T-S图。

其中，A1-C-A2为汽液饱和线，1-C-2和3-4-5-6为等压线，2-6和1-4-5-8为等温线，2-5-7为等熵线。

P 1 C 2 T C 2 6 3 4 5 6 7 A1 V 8 A2 1 4 5 8 6 3 A1 7 A2 S

第四章

1、 指出下列各量中哪些是偏摩尔量，哪些是化学势？（此题教案无答案）

nA () , (nG) , 1、 nT,p,ncnT,nV,nc2 BB nCpnU() , (), 3、 nBnS,nV,nc4nBT,p,nc

nV ()5、 nBT,p,nc偏摩尔量：1,4 化学势：3

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选择题

1、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 B

A纯物质无偏摩尔量。 B．T，P一定，偏摩尔性质就一定。 C．偏摩尔性质是强度性质。 D.偏摩尔自由焓等于化学位 2、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是 A

3、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浓度的减小而减小，则B的偏摩尔体积随A浓度的减小而 A

A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 4、苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol，

V2=109.4cm3/mol，V 2=111.54cm3/mol，则过量体积V= A V1 =89.99cm3/mol，

ˆVfˆL；　fˆVfˆL　　B.　fˆVfˆＶ；　fˆＬfˆＬcm3/mol。 A.　fA. 0.24 Ｌ Ｖ C. -0.24 Ｌ D.0.55 LˆB.0 ˆ ；　ˆＶ fˆC.　fff　　D.f１２１ : ２5、对无热溶液，下列各式能成立的是D

２２１２１２E

fV(f为混合物的逸度）A. SE=0，VE=0 B. SE=0，AE=0

C. GE=0，AE=0 D. HE=0，GE= -TSE

6.二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3，在一定的T，P下，

 ˆ 0 . 9381 ,  ˆ  0 .8812 ，则此时混合物的逸度系数为 C。  A 0.9097 B 0.89827 C 0.8979 D 0.9092

7、关于理想溶液，以下说法不正确的是: B

A.理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。 B.符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液 C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。

D.理想溶液所有的超额性质均为0。

8、对二元溶液 T或 P 一定时，下列各式中，Gibbs--Duhem 方程正确的形式是: A A．X1dlnγ1+ X2dlnγ2= 0 B. X1dlnγ1- X2dlnγ2= 0

C．X1dlnγ1/dX1 - X2dlnγ2/dX1 = 0 D. X1dlnγ1/dX1 + X2dlnγ2/dX2 = 0

是非题

1、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。

12ˆ is （对。即 f  , f  )  ） f xf ( T, P常数2、理想气体混合物就是一种理想溶液。

（对）

3、对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。

iiii （错。V，H，U，CP，CV的混合过程性质变化等于零，对S，G，A则不等于零） 4、对于理想溶液所有的超额性质均为零。 （对。因 M E   M is ） M5、体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质相同。

- 3 -

（错。V，H，U，CP，CV的混合过程性质变化与该体系相应的超额性质是相同的，对S，G，A则不相同） __6、对于理想溶液的某一容量性质M，则 __ M i 。 Mi （错，对于V，H，U，CP，__CV 有 M i  M i ， 对于S，G，A则 M i  i ） M7、理想溶液中所有组分的活度系数为零。 （错。理想溶液的活度系数为1）

8、温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。 （错。总熵不等于原来两气体的熵之和）

9、温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、焓、热力学能、吉氏函数的值不变。

（错。吉氏函数的值要发生变化）

10、对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。 （对。）

11、二元溶液的Henry常数只与T、P有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry常数则与T、P、组成都有关。

ˆf（对，因 H  ，因为二元体系， 1  0 时， x 2  1, 组成已定） xlim 1 1,Solventx10x 1填空题

1、由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_ 理想__溶液，它们的ΔH=_0__，ΔV=_0__。

2、逸度和活度的标准态有两类，1）以 Lewis-Randall 定则为标准态，2）以 Henry 定则为标准态。如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用 Henry定则为标准态；如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用 Lewis-Randall 定则为标准态。 3、理想溶液的ΔH=_0_；ΔV= 0_；

ΔS= (  R x i ln x ) ；ΔG =( RT x )。 ilnxii4、二元混合物容积表达式为V=X1V1+X2V2+αX1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有 △V= αX1X2 。 5、当T, P一定时，非理想溶液混合性质变化 △G= [ ∆G=RT∑xiln（γi xi ） ] 。

6、溶液中组分i的活度系数的定义是 γi= ai/Xi__。 7、Wilson方程是在 无热 溶液模型和 局部组成 概念基础上建立的关于活度系数与组分组成的关系式。

第五章 选择题

1、戊醇和水形成的二元三相气液液平衡状态，其自由度F= B 。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

2、在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ A ）。

ˆVfˆL；　fˆVfˆL　　ˆVfˆＶ；　fˆＬfˆＬ (A).　f(B)　f11２２１２１２ ＬＶＶＬLVˆfˆ；　fˆfˆ　（D）f(C).　f１２１２f(f为混合物的逸度） - 4 -

3、等温汽液平衡数据如符合热力学一致性，应满足下列条件中 B 。 A. 足够多的实验数据 B. ∫1 ln（γ1/γ2）dX1≈0 C. [（lnγ1）/ P]T,X≈0 D. [（lnγ1）/ T]P,X ≈0

vˆ ˆ l 的适用的条件 A 4、汽液平衡关系 f fi i A 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相 C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体

vl5、汽液平衡关系  ˆi ˆ 的适用的条件 A yi  ixi A 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相

C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体

sPy6、汽液平衡关系 i  P i  i x i 的适用的条件 B

A 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相

C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体 7、汽液平衡关系 Py  P s x 的适用的条件 C A 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相 C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体

判断题

1.混合物汽液相图中的泡点曲线表示的是饱和汽相，而露点曲线 表示的是饱和液相。

（错）

2.在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可 能相同。

（错，在共沸点时相同）

3.由（1），（2）两组分组成的二元混合物，在一定T、P下达到 汽液平衡，液相和汽相组成分别为 x1,y1 ，若体系加入10 mol的组分（1），在相同T、P下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 x1,y1 ，则 x1>x1和 y1>y1 。

（错，二元汽液平衡系统的自由度是2，在T，P给定的条件下，系统的状态就确定下来了。） 4.在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2） 是重组分，则 y1>x1 ，y2（错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况） 5.二元共沸物的自由度为1 。 （对）

5.纯物质的汽液平衡常数K等于1。 （对，因为 x1=y1=1 ）

6.理想系统的汽液平衡Ki等于1。

（错，理想系统即汽相为理想气体，液相为理想溶液，） 7.对于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1。 （对）

8.能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。 （错）

sazaz9.A-B形成的共沸物，在共沸点时有P A s P B B  A 。  

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iii（对）

11.EOS法只能用于高压相平衡计算，EOS＋  法只能用于常减压下的汽液平衡计算。 （错，EOS法也能用于低压下，EOS＋  法原则上也能用于加压条件下）

填空题

1、在101.3kPa下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x1=0.613和64.95℃，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa，恒沸体系中液相的活度系数  1  1 .38 。 ,21.6932、丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa时，恒沸组成x1=y1=0.796，恒沸温度为327.6K，已知此温度下的kPa则 van Laar 方程常数是 A12=0.587 ，A21= 0.717

第六章

课后习题

1、上述表述中全部错误的是( A )

（1）孤立体系的熵永远增加。

（2）在绝热的条件下，趋向平衡的过程中，体系的熵增加。 （3）孤立体系的熵永不减少。

（4）可用体系的熵函数的增加或不变来判断过程是否可逆。 A (1) (4) B (2) (4) C (2) (3) D (1) (2)

2、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 ( B ).

A. 增加 B． 减少 C．不变 D. 不能确定 3、在431.15K与286.15K之间工作的热机的最大效率是 （ C ）

A. 91.77% B.50.70% C. 33.63% D.39.67%

4、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，则此过程是( C )。

A. 可逆的 B.不可逆的 C. 不可能的 5、按第二定律，无论什么过程体系的熵变( D ) 。

A.≤0 B.≥0 C.=0 D.不确定

6、体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变存在（ A ）。

A．(ΔS环)可逆< (ΔS环)不可逆 B. (ΔS环)可逆 >(ΔS环)不可逆

C．(ΔS环)可逆 = (ΔS环)不可逆 D．(ΔS环)可逆= 0

7、孤立体系中，因不可逆性导致作功能力损失。公式 （式中为环境温度）是从传热过程推出的 D .(课件中题目不完整)

A．仅适用传热过程 B. 也适用传质过程 C． 也适用流动过程 D. 任何过程都行

8、体系由状态1（P1,T1）可逆变化到状态2（P2,T2），该过程用△EX的变化等于 A。 A) Wid B) WL C) -Wid D) T0△S总 9、500℃恒温热源下100KJ的热量所具有的有效能为 C 。（T0=298K） A. 100KJ B. 约40KJ C. 约60KJ D. 约20KJ 判断题

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1. 热温熵即过程的熵变。

错。过程熵变的定义为，即可逆过程的热温商才是熵变。 2.系统熵增加的过程必为不可逆过程。 错

3.有效能是系统的一种热力学性质。因此，系统某个状态的有效能的 数值与环境状态无关。

错。

4.压力相同，过热蒸汽有效能较饱和蒸汽大，因此其做功本领也较大 正确

5.温度相同时，高压蒸汽的有效能较低压时蒸汽大，所以通常用高压蒸汽作为工艺加热之用。 错误

6.蒸汽在透平机作可逆绝热膨胀，体系和环境总的有效能是守恒的。 正确

7. 流体的温度低于环境温度时，其有效能均为负

错。根据热力学原理，一切不平衡状态均走向平衡，可以作功。因此所有偏离环境温度的状态应具有正的有效能。

填空题

1、单位质量稳流体系能量平衡方程是 Δh + Δu2/2 + gΔz = q+ Ws 。 2、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u _______________2(HH) 2123、稳流体系熵方程中熵产生是体系内部不可逆性 所引起的。 4、体系由一状态到另一状态变化过程中以完全可逆 方式进行时的功效应，称为此过程的理想功。

5、稳定流动体系物流的有效能EX的基本计算式为：EX=(H-H0)-T0(S-S0)=T0*△S-△H 6、能量平衡是反映系统中能量的 数量 利用情况，有效能平衡是反映系统中能量 品质 的利用情况。

7、当单位质量流体稳定流经水平、等径的阀门时，其能量平衡方程式可以简化为△H＝Q

第七章

1.卡诺制冷循环的制冷系数与 B 有关。

A制冷剂的性质 B制冷剂的工作温度

C制冷剂的循环速率 D压缩机的功率 2.蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量一定 C 制冷剂冷却和冷凝放出的热量

A 大于 B等于 C小于 3.流体作节能膨胀时，当μJ＞0，节流后温度 B . A）升高 B）降低 C）不变

4.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（ B ）

A. 增加 B． 减少 C．不变 D. 不能确定

5.相同的压力下，对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度 A A）大 B) 小 C）相同

6.某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了

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5度，则制冷循环 A 。

A. 冷量增加，功耗不变 B. 冷量不变，功耗减少 C. 冷量减少，功耗减小 D. 冷量增加，功耗增加 7.对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽压力，则其热效率( A ).

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 8.对同一朗肯循环装置,如提高蒸汽过热度，则其热效率( C). 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 9.如被冷物系要求达-15℃，则制冷循环中氨的适宜蒸发温度为( C ) A.-15℃； B. -10℃； C. -20℃ ； D.-45℃。

10.如当地冷却水温度为常年18℃，则氨制冷循环的冷凝温度应选( C ) A.18℃； B.8℃； C.28℃； D.48℃。 11.吸收式制冷是消耗___B__而实现制冷的目的

A）功 B）热能 C）机械能 12.关于制冷循环，下列说法不正确的是（ C）

(A)冬天，空调的室外机是蒸发器。 (B)夏天，空调的室内机是蒸发器。

(C)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 。 (D)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。

判断题

1.吸收式制冷将热由低温物体向高温物体，冷凝器置于低温空间。 错误

2.热泵的工作目的是供热，有效的利用低品味的能量，因此热泵的工作原理循环过程不同于制冷装置。 错误

3.冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 正确

4.任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。 正确

5.任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。

错误

6.p－V图只能显示所作的功，而T-S图既显示体系所吸取或释 放的热量，又显示体系所作的功，所以温熵图在蒸汽动力循 环和冷冻循环广泛使用。 正确

7.提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可提高蒸汽动力循环效率 正确

1、工业上常用的两种制冷循环是 蒸汽压缩制冷 和 吸收制冷 . （教案无答案） 2、吸收式制冷循环中解吸器，换热器，吸收器和泵这一系统的作用相当于另一类制冷循环的 压缩机 。 （教案无答案）

3、理想朗肯Rankine循环有哪四个设备组成，简述该循环的工作原理（画图说明）。（教案

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无答案）

蒸汽动力循环主要由水泵、锅炉、透平机(汽轮机)和冷凝器组成。

3 4水在水泵中被压缩升压。

1 进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸后。 1 进入透平机膨胀作功。

2 3 作功后的低压湿蒸汽进入冷凝器被冷凝成 水，再回到水泵中，完成一个循环。

4、简述氨压缩制冷循环主要步骤和设备（用图说明）。（教案无答案） 吸收器、再生器（解析器）、溶液泵、换热器、节流阀。

1、 从蒸发器出来的氨蒸气进入吸收器，在吸收器中被氨水吸收

2、 吸收器出来的浓氨水和再生器来的稀氨水在换热器进行热交换 3、 降温后的稀氨水进入吸收器吸收氨，提高温度的浓氨水进入再生器。再生器有较高压力，故用泵

4、 浓氨水在再生器中被外部热源加热蒸出氨蒸汽

5、 氨蒸汽进入冷凝器冷凝成液氨，经节流膨胀，以气液混合物状态进入蒸发器蒸发吸热，

完成一次制冷循环

以上内容仅供参考

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