2010年化工热力学练习题一 是非题1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。

2. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。

3. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。

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。

5. 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。

6. 由于剩余性质是在均相体系中引出的概念，故我们不能用剩余性质来计算汽化过程的热力学性质的变化。

7. 逸度与压力的单位是相同的。

8. 汽液两相平衡的条件是汽液两相的逸度相等。

9.纯流体的汽液平衡准则为f V=f l。

10. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。

11. 符合热力学一致性检验的汽液平衡数据一定是真实可靠。

12. 对于给定体系，在一定压力下形成恒沸，恒沸组成不变。

13. 下列汽液平衡关系是错误的：i i solvent i V i i x H py *=γϕ,ˆ 14. 从过量性质的定义可知，其数值越大，则溶液的非理想性越强。

15. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。

16. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。

17. 对于理想溶液，遵守Raoult 定律，等温下p-x-y 图上的p-x 线为一直线。

18. 理想溶液一定符合Lewis-Landell 规则和Henry 规则。

19. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。

20. 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。

21. 对于理想溶液，所有混合过程的性质变化均为零。

22. 对于理想溶液，所有的过量性质都等于零。

23. 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。

24. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑=iit Mn M 。

25. 液液平衡一般出现在与理想溶液有较大正偏差的溶液中。

26. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTlnf 。

27. 当p →0时，f/p →∞。

28. 理想气体有f=p , 而理想溶液有i iϕϕ=。

29. 因为G E(或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上γi 与压力无关。

30. 孤立系统的热力学能和熵都是一定值。

31. 能量平衡关系S W Q Z g u H-=∆+∆+∆221对任何系统、任何过程均适用。

32. 热力学第二定律告诉我们，熵产为零的过程，熵流也为零。

33. 一切实际过程的总熵变大于等于零。

34. 一切实际过程的能量守恒。

35. 一切实际过程的有效能守恒。

36. 能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。

37. 合理用能的总则是按质用能，按需供能。

38. 节能的正确含义是减少用能过程中有效能向无效能转化。

39. 绝热等熵膨胀比绝热节流膨胀的冷冻量大。

40. 一切实际过程总能量守恒，过程熵产不为零，有有效能损失。

41. 功的传递不会引起熵的流动。

42. 某封闭体系经一可逆过程，作功500kJ 且放热1000kJ ，则系统的熵变小于零。

43. 自然界一切实际过程的熵产g S ∆必大于零。

44. 对于同一热力过程完成同一状态变化而言，其理想功id W 与有效能变化△E X 的关系是Xid E W ∆=。

45. 有效能实际上就是理想功，即idXW E =。

46. 高压蒸汽的有效能较低压蒸汽的有效能为大，而且热转化为功的效率也较高。

47. 热力学第二定律指出：热从低温物体传给高温物体是不可能的。

48. 若一敞开系统经历—绝热、等熵过程，则该过程一定是可逆过程。

49. 体系经过一个绝热可逆过程，其熵没有变化。

50. 卡诺制冷循环的制冷系数与制冷剂的性质有关。

51. 当化学反应达到平衡时，反应的Gibbs 自由焓变化值G ∆等于零。

52. 化学反应的标准Gibbs 自由焓变化Θ∆G 可以用来判断反应进行的方向。

二 选择题1，从工程实际出发，合理用能分析的实质是（ ）。

A 、过程是否最经济B 、损耗功最小C 、能耗最小D 、理想功最小 2，稳定流动体系的能量累积等于零，熵的累积则 （ ）A ，大于零B ，不确定C ，小于零D ，等于零3，从合理用能的角度出发，流体流动过程中，液体的流速比气体的流速（ ）。

A 、大 B 、小 C 、相等 D 、可大可小4，单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列哪个因素有关（ ）。

A 、理想功 B 、有效能 C 、损耗功 D 、环境温度 5，能量衡算法用于过程合理用能分析（ ）。

A 、不是最可取的B 、不能指出用能不合理之处C 、与熵分析法具有相同功效D 、能抓住合理用能的实质之处6，过热蒸汽通过可逆绝热膨胀，对外作功为W S ，经计算此过程的理想功为W id ，则W S （ ）W id 。

A 、 大；B 、小；C 、相等；D 、不确定7，一流体从状态1分别经历可逆过程R 与不可逆过程NR 到达状态2，两个过程的环境状态相同，则过程R 的理想功比过程NR 的理想功要：（ ）A 、 大；B 、相等；C 、小；D 、不确定8，某封闭体系经历一不可逆过程，系统所作的功和排出的热量分别为100KJ 和45KJ ，问系统的熵变 （ ）A ，等于零B ，大于零C ，小于零D ，说不清楚 9，熵分析法用于过程合理用能分析。

（ ）A 、不是最可取的B 、与能量衡算法具有相同功效C 、不能指出用能不合理之处D 、能抓住合理用能的实质之处 10，自然界一切实际用能过程、从能量角度讲，应（ ）A 同时满足热力学第一第二定律。

B 满足第一定律即可。

C 满足第二定律即可。

D 说不清楚 11，温度为T 下的过热纯蒸汽的压力P （ ）。

A 、大于该温度下的饱和蒸汽压B 、小于该温度下的饱和蒸汽压C 、等于该温度下的饱和蒸汽压D 、以上说法都不对12，由Vdp SdT dG +-=，当一气体符合()b V RT p -=的状态方程，从V 1等温可逆膨胀到V 2，则气体的S ∆为：（ ）A 、⎪⎪⎭⎫⎝⎛--b V b V R 21ln B 、⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛21ln V V R C 、⎪⎪⎭⎫⎝⎛--b V b V R 12ln D 、⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛12ln V V R 13，吉氏函数变化与P-V-T 关系为()P ln RT G P ,T G x ig =- ，则xG 的状态应该为（ ）A 、T 和P 下纯理想气体B 、T 和零压下的纯理想气体C 、T 和单位压力下的纯理想气体D 、以上说法都不对14，对理想溶液的性质，下列说法描述不正确的是：（ ） A 、0=EV ，0=E S B 、0=∆H ，0=∆SC 、0=EU，0=E G D 、0=∆H ，∑=∆i i x x RT G ln15，根据偏摩尔性质的定义和特征，下列选项正确的是（ ） A 、∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ii i y y ϕϕˆln ln ， ∑⎪⎪⎭⎫⎝⎛=i i i y f y f ln ln B 、()∑=iiy ϕϕˆln ln ， ()∑=iif y f ˆln lnC 、()∑=i i y ϕϕˆln ln ， ∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i ii yf y f ln ln D 、∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ii i y y ϕϕˆln ln ，()∑=i i f y f ˆln ln 16，二元气体混合物的摩尔分数3.0=i y ，在一定的T ，p 下，9381.0ˆ1=ϕ，8812.0ˆ2=ϕ，则混合物的逸度系数为（ ）A 、0.8978B 、0.9097C 、0.9381D 、0.909217，α、β两相达到平衡，体系的热力学性质表述中错误的是 。

A 、βαμμi i = B 、βαi i f f = C 、βαT T = D 、βαG G =18，气液平衡计算关系式dp RTLV p x py pp i S i Sii i i i S i ⎰=exp φγφ，(i=1, 2,…,N )，在中压时，上式可简化为 。

A 、()⎪⎭⎫⎝⎛-=S i i Si i i i i p p RT L V x py ex p φγφ B 、Si S i i i i i p x py φγφ= C 、S i i i i p x py γ= D 、Si i i p x py =19，反应222232SO H O H S H +⇔+ 初始物质含量H 2S 为2mol ，H 2O 为5mol 。

当反应进度为ε时，SO 2的摩尔分数为（ ）A 、εε+7 B 、εε+73C 、εε+4D 、εε+-51三 计算题1在一定的温度和压力下，二元溶液中的组分1的偏摩尔体积如服从下式 2212V T x Tαβ=+，并已知纯组分的摩尔体积是2T β，2T γ，,,αβγ是常数，试求出2V 和V 表达式?2. 某厂有一输送80℃的热水的管道，由于输送过程的热量损失，到使用单位时，水温已降到70℃，试求水温降低过程的每kg 水的热损失Q 与有效能损失D ，设大气温度为300K ，水的等压热容Cp ＝4.2 KJ/KgK （提示：不考虑压力和动能的稳定流动体系的能量衡算方程为Ws Q H -=∆， Ex＝(H －H 0)－T(S －S 0) , 理想气体的焓变和熵变分别为1212ln ln,P PR T T Cp S T Cp H -=∆∆=∆）。

3. 有一逆流式换热器，利用废气(其分子量为16)加热空气，空气由0.1Mpa,293K 加热到398K, 空气的流量为1.5Kg/s,；而废气从0.13Mpa,523K 冷却到368K 。

空气的等压热容为1.04KJ/KgK,而废气的等压热容为0.84KJ/KgK, 假定空气与废气通过换热器的压力与动能不变，换热器与环境间没有热量的交换，环境状态为0.1Mpa, 293K 。

求：1，换热器中不可逆的有效能损失；2，换热器的有效能效率。

4. 压力为0.7MPa 、温度为1089K 的气体（分子量为28）以35.4kg/h 的质量流量进入一透平机膨胀到0.1MPa 。

若透平机的输出功率为3.0kW ，热损失为6705kJ/h ，透平机进、出口连接的钢管内径为0.0160m ，气体的热容为1.005kJ/kg.K ，试求透平机排气的温度和速度。

气体设定为理想气体。

（提示：稳流过程的热力学第一定律为S W Q Z g u H -=∆+∆+∆221）5. 某换热器内，冷、热两种流体进行换热，热流体的流率为1100-⋅h kmol ，1129--⋅⋅=K kmol kJ C P ，温度从500K 降为350K ，冷流体的流率也是1100-⋅h kmol ，热容也是1129--⋅⋅=K kmol kJ C P ，温度从300K 进入热换器，该换热器表面的热损失187000-⋅-=h kJ Q ，求该换热过程的损耗功L W 。