热力学练习题20190628

一． 单项选择题：

1. 关于做功和加热本领的描述，不正确的是（ ）。 A. 压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大 B. 温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强 C. 温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强

D. 放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。 2. 下列关于GE 关系式正确的是（ ）。

A. G = RT ∑Xiln Xi B. G = RT ∑Xiln ai C. GE = RT ∑Xiln γi D. GE = R ∑Xiln Xi 3. 关于剩余函数MR，理想性质M*，下列公式正确的是（ ）。 A. MRMM* C. MRMM*

B. MRM2M*

D. M*MMR

E

E

^4. 超临界流体是下列 条件下存在的物质。

A.高于Tc和高于Pc B.临界温度和临界压力下 C.低于Tc和高于Pc D.高于Tc和低于Pc

5. 对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ ）。 A． dH = TdS + Vdp B．dH = SdT + Vdp C． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp

6. 对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（ ）。

A.　yifxipis． C.　yiPxiispis

B.　yiPixipis D.　yiPxipis

7. 一封闭体系经过一变化，体系从25 ℃恒温水浴吸收热量8000 KJ，体系熵增25 KJ/K，则此过程是( )。

A. 可逆的 B.不可逆的

1

C. 不可能的 D.都有可能

8. 在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（ ）。

ˆVfˆL；　fˆVfˆL　ˆVfˆＶ；　fˆＬfˆＬff11２２１２１２ A. B.

LVˆＬfˆＶ；　fˆＶfˆＬfff１２１２C. D.

9. 在431.15K与286.15K之间工作的热机的最大效率是 （ ） A. 91.77% B.50.70% C. 33.63% D.39.67% 10. 不可逆过程中孤立体系的（ ） A.总熵总是增加的，

也是增加的。B.总熵总是减少的，

也是减少的。

C.总熵是减少的， 但是增加的。 D. 总熵是增加的，但是减少的。 11. 对反应H2O →H 2 + 1/2O2 ，反应开始时有4 mol水蒸气，如反应进行一段时间后，有1 mol O2生成，则反应进度和H2的摩尔分数分别是（ ）

A．2，1/5 B．1，2/5 C．2，2/5 D．1，1/5 12．在373.15 K和101.325 kPa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（ ）。

A. μ(水)＝μ(汽) B. μ(水)＜μ(汽) C. μ(水)＞μ(汽) D. 无法确定 13．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．（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

14. 本课程学过各种状态方程如RK方程、理想气体方程、vdW方程、SRK方程， PR方程，请为它们的计算准确度排序（ ）。

A.RK>PR>SRK>vdW>理想气体方程B.PR≈SRK>RK>vdW>理想气体方程 C.PR>vdW> SRK>RK>理想气体方程D.SRK > RK > PR > vdW >理想气体方程

2

15. 关于化学位的下列说法中不正确的是（ ）。

A. 系统的偏摩尔量就是化学位 B. 化学位是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学位 D. 化学位大小决定物质迁移的方向 16.对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度，则其热效率 ( ). 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 17.有温差的换热过程，孤立体系总熵变为（ ）。

A. 大于零 B. 小于零 C. 等于零 D. 都有可能 18.在431.15 K与286.15 K之间工作的热机的最大效率是 （ ） A. 91.77% B.50.70% C. 33.63% D.39.67% 19. 按第二定律，无论什么过程体系的熵变（ ）。

A. ≤0 B. =0 C. ≥0 D.不确定

20.一气体符合P=RT/(V-b)的状态方程，在等温下当气体从V1可逆膨胀至V2时，则体系的熵变△S为（ ）。 A．RTlnV2bVbVV B．Rln2 C．Rln2 D．RTln2 V1bV1bV1V121.对于一个均相体系，T(SS)PT()V等于( )。 TTA．0 B．Cp-Cv C．Cp/Cv D．1

22.根据剩余性质的概念，当压力趋于零时，实际气体的GR为 ( )。 A. 等于零 B. 大于零 C. 小于零 D. 都有可能 23.对气体氩其偏心因子ω，等于（ ）。 A. 1 B．0 C．2 D．3

24.理想气体的压缩因子Z1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压

缩因子( )。

A.小于1 B.大于1 C.可能小于1也可能大于1 D.说不清楚 25.对单位质量，定组成的均相流体系统，在非流动条件下有 ( )。

3

A. dH = TdS + Vdp B. dH = SdT + Vdp C. dH =SdT + Vdp D. dH = TdS Vdp 26.以下4个偏导数中只有（ ）是偏摩尔性质。

nUA. B.nins,nv,njnHnins,p,njnGnA C. D. nniT,P,njinv,T,nj27.对于蒸汽动力循环要提高热效率，可采取一系列措施，以下说法不正确的是（ ）。

A.同一Rankine循环动力装置，可提高蒸气过热温度和蒸汽压力。 B.同一Rankine循环动力装置，可提高蒸气压力。 C.同一Rankine循环动力装置，可提高乏气压力。 D.对Rankine循环进行改进，采用再热循环。

28.90℃，1atm下苯（1）-甲苯（2）汽液平衡系统可视为完全理想系。此条件

s0.535atm，则汽液平衡组成x1和y1分别是下蒸汽压为：p1s1.343atm, p2（ ）。

A．0.576，0.773 B．0.773，0.576

C．0.424，0.227

D．0.227，0.424

29.分离过程的有效能损失Ex,L（ ）。

A. > 0 B. < 0 C. = 0 D.可正可负

二、下列判断题正确者用“√”；不正确者用“×”。

1.由三种不反应的化学物质组成的三相PVT体系，达平衡时仅一个自由度。（ ）

2.冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 （ ） 3.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。 （ ）

4

4.热力学变量可以分为强度量与广度量。 （ ） 5.当体系以绝热可逆过程发生状态变化时，则体系的熵变等于零 （ ） 6.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的体积一定小于同温、同压下理想气体的体积，所以理想气体的压缩因子等于1，实际气体的压缩因子小于1 （ ）

7.温度和压力相同的两种理想气体（纯物质）等温等压混合后，则总体积为原

来两气体体积之和，总熵为原来两气体熵之和 （ ）

8.γi<1的体系恒沸点为最低温度恒沸点。 （ ） 9.对于理想混合物，H,V均为零。 （ ） 10. 损失功与孤立体系的总熵变有关，总熵变越大，损失功越大，因此应该尽量减少体系的不可逆性。 （ ） 11. 要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。 （ ） 12.要对化工过程进行节能改进，就必须对理想功、损失功、热力学效率进行计算和热力学分析。 （ ） 13.稳态流动过程的理想功仅取决于体系的初态与终态及环境温度T0,而与具体 的变化途径无关。 （ ）

三、填充题：

1．纯物质 PV图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于 __________。 2.

说

出

下

列

汽

液

平

衡

关

系

适

用

的

条

件

：

ˆivyiˆilxi_ ；(2)PyiPisixi (1)_ 。

3. 逸度和活度的标准态有两类，1）以 定则为标准态，2）以 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

5

采用 定则为标准态；如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用 定则为标准态。

4. 单组分单相体系有______个变量，单组分两相体系有_____个变量。 5. Henry规则适用于 。

6. 纯物质 T—S 图的拱形曲线下部为_______________ 区。

7. 节流过程为 过程；可逆绝热压缩（膨胀）过程为 过程。 8．要加热50 ℃的水，从热力学角度，用 热源，损失功为零。 9. 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 个状态参数的已知条件。

10．γi>1的二元共沸物系,是具有 压力共沸点的物系。 11．二元混合物的焓表达式为Hx1H1x2H2x1x2，则H1为 ，H2为 。

12. 分离过程的有效能损失Ex,L (<0，>0，=0)。

13.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。

14.在温度为800 K的高温热源和温度为300 K的低温热源之间工作的一切可逆热机，其循环热效率等于=________。

15.按第二定律，无论什么过程体系的熵变 (≤0, ≥0, =0)。 16.PT图上纯物质三种聚集态互相共存处称 。

17.逸度的标准态有两类，1）以 为规则，2）以 为规则。 四、证明题

1. 以T、V为自变量时焓变为

pppdHCVVdTTVdV

TVVTTV

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2.某二元溶液的偏摩尔焓可由如下方程表示：

2A H1H1Bx2 H2H2Bx12A

式中：H1、H2分别为纯组分1和2的焓，A、B是温度和压力的函数； 问：从热力学角度考虑该对方程是否合理？

CPVdT()PdP TT五、计算题： 3. dS1. 试用下列各种方法计算水蒸气在107.9×105 Pa、593 K下的比容。已知：Tc＝7.13 K，pc＝22.055 MPa，＝0.345。（1）理想气体定律；（2）维里方程。 2. 已知某含组分 1 和 2的二元溶液，可用 lnγ1=AX22 , lnγ2=A X12 关联，A可视为常数， 60℃ 下达汽液平衡时能形成共沸物，现测得60℃下 γ1∞ = 14.7, P1S = 0.0174MPa, P2S = 0.0667MPa，设汽相可视为理想气体。试求： （1）GE表达式； （2）A值；

C下恒沸点组成和平衡蒸汽压。 （3）60º

3. 已知40℃和7.09MPa下，二元混合物的lnf1.960.235x1（f单位为MPa），求（a）x10.2时的fˆ1,fˆ2；（b）f1,f2。

4. 在473 K、5 MPa下二元气体混合物的逸度系数满足下列关系：

ˆlny1y21y2，式中y1，y2为组分1和组分2的摩尔分率，试求fˆ1、f2的

ˆˆ(nln)表达式，并求出当y1=0.5时的f1、f2各为多少？已知：lni[]T,P,nni。

ji5-1Q4.1810kJh05.某冷冻装置每小时必需获得冷冻量，它采用氨蒸汽压缩制-1H1450kJkg1冷循环。该循环的运行如下图所示，并已知各关键点的焓值为，

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-1H21570kJkg-1，H3H4405kJkg，试求该制冷循环中每kg氨的冷冻能力

q0，氨的循环速率m/kgh-1，压缩机所需的功Ws/kJh-1，制冷系数。

T2314S

6. 6.0 MPa，400 ℃的过热蒸汽（H1=3174 kJ·kg-1，S1=6.535 kJ·kg-1·K-1）在稳流过程中经透平膨胀到0.004 MPa、干度x=0.9。（已知0.004 MPa下Hg=25 kJ·kg-1，Sg=8.4808 kJ·kg-1·K-1，HL=120 kJ·kg-1，SL=0.4177 kJ·kg-1·K-1）。T0=298K。 （1）如该透平是绝热的，求该过程的Wid、Ws、WL及热力学效率ηa 。 （2）如该透平的热损失为5 kJ·kg-1汽 终态不变。求该过程的Wid、Ws、WL及热力学效率ηa 。

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