内容发布更新时间 : 2024/12/24 7:55:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
北京化工大学2016——2017学年第一学期
《化工热力学》期末考试试卷
课程代码 C H E 3 3 5 0 0 T 班级: 姓名: 学号: 任课教师: 分数:
题号 得分 一 二 三 四 总分 一、(2?8=16分)正误题(正确的画√,错误的画×,标在[ ]中) [√]剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。 [×]Virial方程中B12反映了不同分子间的相互作用力的大小,因此B12?0的气体混合物,必定是理想气体混合物。
[√]在二元体系中,如果在某浓度范围内Henry定律适用于组分1,则在相同的浓度范围内,Lewis-Randall规则必然适用于组分2。
[×]某绝热的房间内有一个冰箱,通电后若打开冰箱门,则房间内温度将逐渐下降。
[×]溶液的超额性质数值越大,则溶液的非理想性越大。
[×]水蒸汽为加热介质时,只要传质推动力满足要求,应尽量采用较低压力。 [×]通过热力学一致性检验,可以判断汽液平衡数据是否正确。 [×]如果一个系统经历某过程后熵值没有变化,则该过程可逆且绝热。
二、(第1空2分,其它每空1分,共18分)填空题
(1)某气体符合p?RT/(V?b)的状态方程,从 V1 等温可逆膨胀至 V2,则体系的 ?S 为 RlnV2?b。 V1?b??(nGE/RT)??ln?i,(2)写出下列偏摩尔量的关系式:???ni??T,p,nj?i
1
??(nGR/RT)???(nG/RT)???ln?i, ???i。 ????n?nii??T,p,nj?i??T,p,nj?i(3)对于温度为T,压力为P以及组成为{x}的理想溶液,VE?__0__,HE?__0__,GE/RT?__0__,ln?i?__0__,f?i?__fi__。
(4)Rankine循环的四个过程是:等温加热(蒸发),绝热膨胀(做功),
等压(冷凝)冷却,绝热压缩。
??p(5)纯物质的临界点关系满足???V??2p????0, ??V2??0,van der Waals方程的???临界压缩因子是__0.375__,常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。
二、(5?6=30分)简答题(简明扼要,写在以下空白处)
(1)简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度(假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体)。 剩余焓:
①通过线性插值,从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值;
②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓?vapH(饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓);
ig③通过?H??CigpdT?Cp(T?T0) 计算理想气体的焓变;
T0igT④通过?HR?H??Hig得到剩余焓。 vapH??逸度:
①通过线性插值,从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据
G?H?TS得到Gibbs自由能G(T,p);
②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵,计算得到Gibbs自由能
Gig(T,p0);
2
③由公式ln
f ?G(T,p)?GigT(,p0)p0(2)简述偏心因子的定义、提出偏心因子的目的、以及混合物偏心因子的表示方法。
定义:将Tr?0.7时,变量lgprS(Ar)?lgprS(i)定义为偏心因子。
目的:用于描述非球形分子的热力学性质相对于理想球形分子的偏离程度。 混合偏心因子:???yi?i
i
(3)某二元液体混合物的超额Gibbs函数是GE/RT?Ax1x2(A为常数),且
S已知两个纯组分的饱和蒸汽压分别为p1S,p2,求各组分的活度系数(?1,、?2)
?)逸度系数(f?1,f。 2、Henry系数(kH,1,kH,2)
??(nGE/RT)???(nGE/RT)?22解:ln?1????Ax2 同理,ln?2????Ax1 即 ?n1?n2??n2??n12?1?exp?Ax2?,?2?exp?Ax12?,f?1?p1sx1?1,f?2?p2sx2?2
???fs2??p1sexp?A? kH,1?lim?1??lim?pexpAx??12???x?0?x1?0?x1?1kH,2???fs2s??p2?lim?2??lim?pexpAxexp?A? ??21????x2?0?x2?x2?0 3