化工热力学考试复习题Word文档格式.docx
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4、对于纯物质,一定温度下的泡点压力与露点压力是______的(相同/不同);
2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内,钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中,试分别用下述方法计算氨的压力。
(1)理想气体状态方程;
(2)RK方程;
(3)Pitzer普遍化方法。
已知氨的临界常数为Tc=405.6K,pc=11.28MPa,Vc=72.5cm3/mol,ω=0.250。
RK方程中a=0.42748R2Tc2.5/pc,b=0.08664RTc/pc。
Virial方程中B(0)=0.083-0.422/Tr1.6;
B
(1)=0.139-0.172/Tr4.2。
解:
3、试分别用下列三种方法求出400℃、4.053MPa下甲烷气体的摩尔体积。
(1)用理想气体方程;
(2)用RK方程;
(3)用Virial方程截断式(1-38),其中的第IIVirial系数用Pitzer的普遍化关联式(1-42、1-43)计算。
4、将压力为2.03MPa.温度为477K条件下测量的
的
压缩到
,若温度为448.6K,则其压力为若干?
分别用下述方法计算:
(1)VanderWaals方程;
(2)Redlich-Kwong方程;
(3)Peng-Robinson方程;
(4)普通化关系式。
5、试用下列方法计算473.15K、1.013MPa的异丙醇蒸气V与Z值。
已知异丙醇的Virial系数实验值
、
。
(1)理想气体状态方程;
(2)
;
(3)
6、在50℃、60.97MPa时由0.401(摩尔分率)的氮气和0.599(摩尔分率)的乙烯组成混合气体,试用下列4种方法计算混合气体的摩尔体积。
已知实验数据求出的
(1)理想气体方程;
(2)Amagat定律和普遍化压缩因子图;
(3)虚拟临界常数法(Kay规则);
(4)截至第II项的Virial方程。
7、试估算氨在293K下蒸发前后体积的变化量。
已知:
氨在293K下的蒸气压为
8、估算150℃时乙硫醇的液体摩尔体积。
已知实验值为
乙硫醇的物性为
,
20℃时乙硫醇的饱和液体密度为
9、已知正常流体的饱和燕气压可以用经验方程:
表示,其中p的单位为MPa,T的单位是K,试推导出该流体偏心因子表达式。
化工热力学标准化作业二
1、热力学基本关系式dH=TdS+Vdp只适用于可逆过程。
2、当压力趋于零时,M(T,p)-Mig(T,p)≡0(M是摩尔容量性质)。
3、纯物质逸度的完整定义是,在等温条件下,dG=RTdlnf。
4、当p→0时,f/p→∞。
5、吉氏函数与逸度系数的关系是G(T,p)-Gig(T,p=1)=RTlnφ。
6、对于一均相系统,
等于R。
1、一气体符合p(V-b)=RT的状态方程从V1等温可逆膨胀到V2,则系统的ΔS为_____。
2、理想气体状态的逸度系数等于_____。
3、以吉布斯函数表示的汽液平衡准则是__________。
4、以逸度表示的纯物质的汽液平衡准则是__________。
5、以逸度系数表示的纯物质的汽液平衡准则是__________。
三、计算题
1、压力是3MPa的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中,需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝(可忽视液体水的体积)?
已知水的性质表。
2、
(1)分别用PR方程和三参效对应状态原理计算,312K的丙烷饱和蒸气的逸度;
(2)分别用PR方程和三参数对应态原理计算312K、7MPa丙烷的逸度;
(3)从饱和气相的逸度计算312K、7MPa丙烷的逸度。
设在1~7MPa的压力范围内液体丙烷的比容为
,且为常数。
3、试用普遍化方法计算丙烷气体从378K、0.507MPa的初态变化到463K、2.535MPa的终态时过程的
和
值。
已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为:
,式中T用K表示,
表示。
4、试用Virial方程截断式(1-39)推导出描述某气体的
与
的表达式。
5、选择合适的普遍化关联方法计算1kmol丁二烯-1,3从2.53MPa,127℃压缩到12.67MPa、227℃时的
丁二烯-1,3的
,理想气体的等压热容
化工热力学标准化作业三
1、偏摩尔体积的定义可表示为
2、对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零。
3、对于理想溶液所有的超额性质均为零。
答:
4、系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。
5、理想气体有f=p,而理想溶液有
6、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,总内能为原两气体热力学能之和,总熵为原来两气体熵之和。
7、因为GE(或活度系数)模型是温度和组成的函数,故理论上
与压力无关。
8、纯流体的汽液平衡准则为
9、混合物系统达到汽液平衡时,总是有
10、理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。
4-10、理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。
11、符合Lewis-Randall规则的溶液称为理想稀溶液。
12、符合Henry规则的溶液称为理想溶液。
1、已知某二元系统的
则对称归一化的活度系数
是____________。
2、由混合物的逸度的表达式
知,
的状态为系统温度、p=_____的纯组分i的理想气体状态。
3、常温、常压下二元液相系统的溶剂组分的活度系数为
(α,β是常数),则溶质组分的活度系数表达式是
_________________。
4*、偏摩尔性质的定义式为___________,其含义为_____________________________。
5、若溶液性质(M)为lnf,则其偏摩尔性质(
)为______,二者间的关系式
为_______________________。
6、若溶液性质(M)为lnΦ,则其偏摩尔性质(
7、若溶液性质(M)为GE/RT,则其偏摩尔性质(
8、超额性质的定义是___________________________________。
9、当M=V,U,H,Cv,Cp时,△Mig=_____。
10、当M=S时,△Mig=_________________。
11、当M=A,G时,△Mig=_________________。
12、在温度、压力一定时,二元混合物的偏摩尔性质可以用摩尔性质来表达,分别是
=_________________;
=_________________。
1、298.15K,若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液的总体积的关系为Vt=1001.38+16.625nB+1.773nB3/2+0.119nB2(cm3)。
求nB=0.5mol时,水和NaCl的偏摩尔体积
2、常压下的三元气体混合物的
,求等摩尔混合物的
3、三元混合物的各组分的摩尔分数分别为0.25,0.3和0.45,在6.585MPa和348K下的各组分的逸度系数分别是0.72,0.65和0.91,求混合物的逸度。
4、采用合适的方法和合理的假设计算下列甲醇
(1)-水
(2)系统的组分逸度(a)p=10325Pa,T=81.48℃,y1=0.582的汽相;
(b)p=10325Pa,T=81.48℃,x1=0.2的液相。
已知Antoine方程lnps=A-B/(C+T),甲醇的常数为A=9.4138,B=3477.90,C=-40.53;
水的常数为A=9.3876,B=3826.36,C=-45.47。
液相符合Wilson方程,其模型参数是Λ12=0.43738,Λ21=1.11598。
5、采用合适的方法和合理的假设计算p=16.39kPa,T=308.15K时下列甲醇
(1)-水
(2)系统的组分逸度(a)y1=0.7559的气体混合物;
(b)x1=0.3603的液体混合物。
6、已知环己烷
(1)-苯
(2)系统在40℃时的超额吉氏函数是GE/RT=0.458x1x2和p1s=24.6,p2s=24.3kPa,求γ1,γ2,
7、在T、P为常数时,曾有人推荐用下面一对方程来表示二元系偏摩尔体积数据:
式中:
a、b只是温度和压力的函数,试问从热力学角度考虑,上述方程是否合理?
8、在293.2K,0.1013MPa时,乙醇
(1)-水
(2)所形成的溶液,其体积可以用下式表示:
将乙醇和水的偏摩尔体积表示为浓度x2的函数,纯乙醇,纯水的摩尔体积和无限稀释下两者的体积。
9、某二元溶液的过量Gibbs函数模型为GE/RT=Ax1x2,其中A仅为温度的函数,试求
(1)基于Lewis-Randall规则的活度系数模型;
(2)溶液的组分逸度模型;
(3)lnfL模型。
化工热力学标准化作业四
1*、一个由N个组分组成的汽液两相系统,在一定的温度、压力下达到平衡,则该两相平衡系统的基本的强度性质变量为N个。
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。
3、能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。
4*、Gibbs-Duhem方程是混合物中各组分的偏摩尔性质的约束关系,不仅能检验偏摩尔性质的模型,而且,在相平衡数据的检验和推算中也有很重要的作用。
5*、混合物的相变过程与纯物质的情形有所不同,如在等压条件下,混合物的相变过程一般是变温过程,而纯物质是等温过程。
6、在二组分汽液两相平衡系统中,若真实系统偏离理想系统的程序较大,以致于在泡点线上产生极值点,称为沸腾点。
1、二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3,在一定的温度和压力下,组分1的逸度系数等于0.9381,组分2的逸度系数等于0.8812,则此时混合物的逸度系数为______。
2、关系式
适用的条件是______________________________。
3、关系式
适用的条件是___________________________________。
4、关系式
5、汽液平衡数据的一致性检验的方法一般有两种,即_______________和_______________。
化工热力学标准化作业五
一、填空题
1、在敞开系统中,根据能量守恒原理,进入系统的能量=离开系统的能量+__________。
2、系统与环境交换的总功包括轴功和_____。
流动功。
3、轴功是指_____________________________________________;
流动功是指________________________________________。
4、熵增原理的内容是__________________________________________________。
5、稳定流动状态指的是__________________________________________________。
二、计算题
1、某厂有一输送92℃热水的管道,由于保温不良,致使用时水温下降至67℃,试求水温降低过程的热损失与损耗功。
设环境温度为25℃,已知水的定压热容为4.1868kJ/kg·
K。
2、某厂有一输送90℃热水的管道,由于保温不良,致使用时水温下降至70℃,试求水温降低过程的热损失与损耗功。
3、某理想气体(分子量为28)在1089K、0.7091MPa下通过一透平机膨胀到0.1013MPa,透平机的排气以亚音速排出。
进气的质量流量为
,输出功率为4.2kW,透平机的热损失为
透平机进、出口连接管的内径为0.0160m,气体的热容为
(设与压力无关)。
试求透平机排气的温度及速度。
4、求海水淡化最小功。
原料为含
3.5%的海水,产品为纯水,温度都是室温25℃,已知实验测得25℃海水和纯水饱和蒸气压分别3098.1Pa和3167.2Pa,海水的渗透压为3049.9kPa。
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