化工班热力学试题.docVIP

中南大学化工热力学试卷 2014-2015学年第一学期；时间100分钟；化工热力学 课程 64学时 3.5 学分 考试形式：闭卷；专业年级：化工12级、高工；总分100分，占总评成绩70%  = 1 \* CHINESENUM3 \* MERGEFORMAT 一、填空题（每空一分，共25分） 1:封闭系统的热力学第一定律 ______ ，稳流系统的热力学第一定律______ 2：真实气体混合物的非理想性由 ____________ 和____________导致 气体纯组分的非理想性 混合引起的非理想性 3：最大的热机效率是____________，____________就是其中的一种，其效率的表达式为____ ____________ 可逆热机的效率 卡诺热机 4：在制冷循环中，获得低温的方法通常是用高压、常温的流体进行绝热膨胀来实现的。绝热膨胀有____________和____________ 节流膨胀 作功膨胀 5：熵产的原因是____________________________________ 有序能量耗散为无序的热能，并被体系吸收 6：热力学一致性检验的主要原理是__________________，其方法分为两类，一类是____________，另一类是____________ 吉布斯-杜亥姆方程 积分式的总包检验 对每一数据点进行校验 7.初压初温相同的空气，分别经过可逆等温压缩、多变压缩、绝热压缩至相同压力，功耗|ωs|的大小顺序是________________________________。 绝热压缩＞多变压缩＞等温压缩 8.某干度为0.9853的蒸汽在0.01235MPa，50℃下，hf=209.33 kJ/kg,hg=2592.1 kJ/kg,则其h为_____________。 2557.1 kJ/kg 2592.1*0.9853+209.33*(1-0.9853)=2557.1 9. 如图，一热机经过卡诺循环A→B→C→D→A，其中SABCD=S1，SABGF=S2，则卡诺效率为__________。 S1/S2 10.温度差决定________的趋向，压力差决定_________的趋向，化学位之差决定_____________________的趋向。 热传导；物体运动；化学反应或物质在相间传递； 11.透平的作用是________________________。 将流体中的能量转换为机械功 12.溶液的活度与________和__________有关，活度系数γ可用来描述溶液非理想性，γ越大，非理想性________。 温度；压力；越小 13. 表示________________________， 表示________________________。 理想溶液中组分i的摩尔自由焓；理想溶液中组分i的摩尔混合自由焓  = 2 \* CHINESENUM3 \* MERGEFORMAT 二、简答（每题5分，共10分） 1 写出稳定流动系统热力学第一定律的一般形式，并对流体流经泵和流经换热器的系统进行适当的简化。 答 稳定流动系统的热力学第一定律表达式为:ΔH+1/2Δu2+gΔz=Q+Ws （1)流体流经换热器传质设备：Ws=0；另外，考虑动能项和势能项与焙变之间的数量级差别，动能项和势能项可以忽略，即1/2Δu2≈0，gΔz≈0因此，稳流系统热力学第一定律可化简为:ΔH=Q (2)流体流经泵、压缩机、透平等设备，在数量级的角度上，动能项和势能项不能与焙变相比较，可以忽略，即1/2Δu2≈0，gΔz≈0即ΔH=Q+Ws。若这些设备可视为与环境绝热，或传热量与所做功的数值相比可忽略不计，那么进一步可化简为:ΔH=Ws  = 3 \* CHINESENUM3 \* MERGEFORMAT 三、计算题（每题15分，共65分） 1、将一刚性容器抽空，在液氮的常沸点下装到容积的一半，然后关闭这个容器，加热到21℃，试计算所产生的压力。已知液氮的常沸点KTb4.77,其摩尔体积在常沸点时为0.0347m3·kmol-1。Tc=126.2K,Pc=3.394Pa,=0.04。 ?解：加热到T＝294.5K时，液氮汽化为氮气N2 21℃下N2的摩尔体积： （1）由R－K方程计算： （2）采用SRK方程计算 21℃代