化工热力学试题答案第一组

一、选择。

1.下列热力学基本关系式与Maxwell公式中，错误的是（ C ） A. dG=VdP-SdT B. dH=TdS+Vdp

??P?C. ????T????V??S? D.??T??????V???V?T???S??P?

???S?V2.、气体经过稳流绝热膨胀，对外作功，如忽略宏观动能，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.不确定

3.关于制冷原理，以下说法不正确的是（ D ）。 A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。 B.

C. 在相同初态下，等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。 D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降

4.对于理想溶液，下列说法正确的是（D ） A.VE?0,HE?0 B.VE?0,HE?0 C.VE?0,HE?0 D.VE?0,HE?0

5、混合物的逸度f与组分逸度fi之间的关系是 （ D ） A．f=?xifi^? B．f=?fi^

C．f=?xlnfi^i D．lnf??xilnfi/xi

^二、填空

1、等温线在两相区中的水平线段随温度升高而 缩短 最后再临界处 缩成一点 纯物质PV图临界点处的斜率和曲率都等于 0 。

2、温-熵图是最有用的热力学性质图，其纵坐标是温度，横坐标是熵。对于可逆过程

?QR?TdS 。在T-S图上位于T-S曲线下的面积等于 可逆过程吸收或放出的热量 。

3.一定状态下体系的火用指体系由该状态达到与 __环境基态完全平衡____ 时，此过程理想功。

4.对封闭体系，单位质量能量平衡方程式是__△U＝Q＋W_______,对稳定流动体系单位质量能量的平衡方程式是__△H＋1/2△U2 +g△z=Q+Ws 或△H＋△Ek＋△Ep＝Q＋Ws _______.

5.温度为T的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp，则ExQ 的计算式为( 6.制冷剂的选择原则: 参考答案：①大气压下沸点低 ②常温下冷凝压力低 ③汽化潜热大

）。

④具有较高的临界温度和较低的凝固温度 ⑤化学稳定性

7、评价蒸汽动力循环的经济性指标： 热效率和汽耗率 。 8、纯物质T-S图两相区水平线段（结线）长度表示 汽化熵 大小。

三、阐述及计算题

1.质量为500g的氨气贮存于容积为0.03m3的钢弹内，钢弹浸于65℃的恒温浴中，试用普遍化法计算氨气的压力。并与文献值p=2.382MPa比较

Tc=405.6K， Pc=11.28MPa, Vc?72.6?10m/mol

-63??0.250

因为要用普遍化法。故首先计算Vr 以此来判断是用普遍化第二维里系数法还是普遍化压缩因子法。

V?0.03?1.021?10?3m3/mol500/17.02

1.021?10?3Vr??14.1?672.6?10 由于Vr＞2，故适用普遍化第二维里

系数关系式。

接下来将题目数据带入第二维里方程式中。

Tr?338.15/405.6?0.834

B?0.139?0.172/(0.834)??0.230

14.2B?0.083?0.422/(0.834)??0.481

根

据

对

比

第

二

维

里

系

数

的

计

算

：

01.6BPc01?B??B??0.481?0.250?0.230??0.539RTc所以，

0.539?8.314?405.6-43B?-?-1.611?10m/mol611.28?10

由公式，

Z?pVBP?1?RTRTRT8.314?338.156P???2.378?10Pa?3?4V?B1.021?10?1.611?10

计算值与实验值2.382MPa是非常接近的，说明在压力不高的情况下，普遍化第二维里系数用于极性物质广度性质计算，结果也比较精确

2. 某工厂采用氨压缩制冷，制冷能力Q0=200000 kJ·h-1，操作条件如右图，且已知：

H1=1661

H2=1890 kJ·kg-1，

H4=560 kJ·kg-1， H5=535

kJ·kg-1

kJ

·kg-1

，

求：（1）制冷剂循环量（kJ·h-1）；

（2）压缩机消耗功率（kW）； （3）该循环的制冷系数；

（4）冷凝器的热负荷。

解：(1)单位制冷量：q0?H1?H5?1661?535?1126kJ/kg （2分）

制冷剂循环量： m?Q0q0?200000/1126?177.62kg/h （2分） （2）单位制冷剂消耗的功：

Ws?H2?H1?1890?1661?229kJ/kg （2分）

压缩机消耗的功率：p?TmWs?177.62?229/3600?11.30KW （23600分） （

3

）

制

冷

系

数

：

??q01126??4.92 Ws229（2分）

（4）单位制冷剂放热量：q2?H5?H2?535?1890??1355kJ/kg （2分）

冷凝器热负荷：Q2??1355?177.62??240615 kJ （2分）

3.朗肯循环中水蒸气进汽轮机的压力为30?10Pa，温度为360℃，乏气压力0.1?10Pa，为了减少输出功率，采用锅炉出口的水蒸气先

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