《化工热力学》习题

1．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 2．甲烷pc4.599MPa，处在pr0.3时，甲烷的压力为 。 (A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 。

(A) 可以解决由于实验的p-V-T数据有限无法全面了解流体p-V-T行为的问题。 (B) 可以解决实验的p-V-T数据精确度不高的问题。

(C) 可以从容易获得的物性数据(p、V、T、x)来推算较难测定的数据(H，U，S，G)。 (D) 可以解决由于p-V-T数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p-V-T的问题。 4．对于流体混合物，下面式子错误的是 。

(A) MilimMi (B)HiUipVi

xi0(C) 理想溶液的ViVi，UiUi (D) 理想溶液的SiSi，GiGi

5．剩余性质M的概念是表示什么差别的 。

(A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度

6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。

(A) 气体状态

(B) 液体状态 (D) 气液不分状态

R(C) 固体状态

7．关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是( )。

(A) 判断新工艺的可行性 (C) 化工过程能量分析

(B) 反应速率预测 (D) 相平衡研究

8．对单位质量，定组成的均相流体系统，在非流动条件下有 。

(A) dH = TdS + Vdp (B) dH = SdT + Vdp (C) dH =SdT + Vdp (D) dH = TdS Vdp

9．对1mol符合Van der Waals状态方程的气体，有 。

(A) RRSS (B) VVbVVbTTRpSS (D) VVbVbVTT(C) s10．汽液平衡关系pyipiixi的适用的条件______ _。

1

(A) 无限制条件

(B) 低压条件下的非理想液相 (D) 理想溶液和非理想气体

(C) 理想气体和理想溶液

11．在Θ条件下，高分子溶液中溶剂的热力学性质为零的是 。

(A) 过量偏摩尔混合热H1 (B) 过量偏摩尔混合热S1 (C) 过量化学位1

EEE

(D) 过量偏摩尔热力学能U1

E12．在Θ条件下，高分子溶液的Flory-Huggins相互作用参数χ为 。

(A) χ>0 (C) χ=0

(B) χ<0 (D) χ=1/2

13．当物体的温度大于其临界温度、压力大于其临界压力时，该物体所处的状态称为超临界

流体。 ( )

14．若忽略动能或位能的变化，稳流过程的能量平衡式为：HQWs，则该式对可逆与

不可逆过程均适用。 ( )

15．工程上，制冷循环的实际轴功可按下式计算：WsVdp。 ( )

p1p216．对绝热混合过程，物系熵变Ssys0。 ( ) 17．物系状态变化时所具有的最大作功能力称为理想功，它的数值大小与环境状态无关。

( )

ˆ 。 18．理想溶液i ，fi19．对二元溶液，溶液性质M与其组份的偏摩尔性质M1和M2之间的关系

为 。

20．节流过程为 过程。可逆绝热压缩（膨胀）过程为 过程。

21．虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。

( )

22．Virial方程中B12反映了异种分子间的相互作用力的大小，因此B120的气体混合物，必定是理想气体混合物。 23．敞开系统一定是变质量系统。 24．一个系统达到稳态的条件是：

( ) ( ) ( )

δMδMiiijj0

jˆδMhhˆδMδQδWs0

25．在二元系统中，如果在某浓度范围内Henry定律适用于组分1，则在相同的浓度范围内，Lewis-Randall规则必然适用于组分2。

( )

26．有两个温度不同的恒温热源、TH=400K、TL=300K，若在两个热源之间进行理想做功循

2

环，则其最高热效率为 。

27．有两个温度不同的恒温热源、TH=400K、TL=320K，若在两个热源之间进行理想制冷循环，则其最高制冷系数为 。

28．有两个温度不同的恒温热源、TH=400K、TL=320K，若在两个热源之间进行理想热泵循环，则其最高供热系数为 。

29．T、p、H、U、Q、W六个参数中属于强度类状态参数的是 是

。

，属于过程参数的

30．偏摩尔性质的表达式为 。

(A)nF niT,V,nj[i]

(B) nS niT,p,nj[i](C) nH xiT,V,nj[i]

(D) np niT,p,nj[i]31．某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变，比原冷凝压力下的饱和温度低了5度，则制冷循环 。 (A) 冷量增加，功耗不变； (C) 冷量减少，功耗减小；

(B) 冷量不变，功耗减少； (D) 冷量增加，功耗增加。

ˆVfˆL的适用的条件_____ ____。 32．在一定T、p下汽液平衡关系fii(A) 无限制条件

(B) 低压条件下的非理想液相 (D) 理想溶液和非理想气体

(C) 理想气体和理想溶液

33．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，高压蒸汽的做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，高温高压蒸汽的做功本领比低温低压蒸汽的大。 34．损失功也是过程可逆与否的标志，因此有 。

(A) WLTSsys

(C) WLTSt



(B) WLTSsur

(D) WLTSt

35．关于制冷原理，以下说法不正确的是 。

3

(A) 任何气体，经等熵膨胀后，温度都会下降；

(B) 只有当J0，经节流膨胀后，气体温度才会降低； (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。 36．绝热可逆膨胀过程线在T—S图上是 。

(A) 是平行于横坐标的直线 (C) 是沿等焓线变化的

(B) 是平行于纵坐标的直线 (D) 是沿等干度线变化的

37．对理想溶液具有负偏差的体系，各组分的活度系数i 。

(A) >1

(B) <1

(C) =1

(D) =0

38．某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，做出一定的功，则流体流出与流入的熵差 _____ ___。

(A)为正 (B)为负 (C)为零 (D)不能确定

39．在状态下，高分子溶液的Flory-Huggins参数为 。

(A) 0

(B) 0

(C) 0

*(D) 12

40．在良溶剂中，高分子溶液的第二Virial系数B2为 。

*(A) B20

*(B) B20

*(C) B20

*(D) B212

41. 下列方程中不是活度系数关联式为（ ）。

(A) Van Laar方程 (B) Wilson方程 (C) 理想气体状态方程 (D) NRTL方程

42. 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 43. 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p (B) 小于该温度下的饱和蒸汽压p (C) 等于该温度下的饱和蒸汽压p (D) 以上说法都不对 44. Gibbs函数变化与p-V-T关系为G（ ）

(A) T和p下纯理想气体 (B) T和单位压力下的纯理想气体 (C) T和零压下的纯理想气体 (D) 以上说法都不对

ˆ1e0.1，ˆ2e0.2，已45. 一定T、p的二元等物质量的混合物，其组分逸度系数分别为igsssT,pGxRTlnp ，则Gx的状态应该为

知lnmˆi，则混合物的逸度系数m为 ( )。 yilni1N

4

(A)

e0.1e20.2；(B) e-0.10.20.10.20.10.2e2 ；(C) e；(D) -e2

246. 下列偏导数中，偏摩尔量Mi的正确表达是：（ ） (A)(nM)(nM)(nM)(nM), (B) , (C), (D) niT,p,nniT,nV,nninS,nV,nninS,p,nj[i]jijijiViLˆiixipexpsdp，(i=1, 2, …, N)，当气体为47. 气液平衡计算关系式pyipiRTsisip理想气体，液相为非理想溶液时，上式可简化为（ ）。

ViLˆiixipisis ˆiixiexp(A) pyippis (B) pyiRTsiss(C) pyixipi (D) pyiixipi

48. 某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，所产生的功为24kJ，试问流体的熵变（ ）。

(A) 小于零 (B) 大于零 (C) 等于零 (D) 说不清楚

49. 稳定流动系统的能量累积为零，熵的累积则（ ）。

(A) 大于零； (B) 不确定； (C) 小于零 (D) 等于零

50. 容器中开始有物质的量为n0mol的水蒸气，当分解成为氢气和氧气的反应进度为时，氧气的摩尔分数为（ ）（已知：

dniid）

(A)

n0 (B)

n00.5n00.5(C)

0.50.5 (D)

n00.5n051．偏心因子是从下列定义的（ ）。

A．分子的对称性 B．分子的蒸气压性质 C．分子的极性 D．分子的大小

52. 某流体经可逆绝热膨胀对外做功Ws，此过程的理想功为Wid，则Ws（ ）Wid。 A．大于 B．小于 C．等于 D．不确定

53. 指定温度下的纯液体，当压力高于该温度下的饱和蒸气压时，其状态为（ ）。

5

A．饱和蒸汽 B．过热蒸汽 C．超临界流体 D．压缩液体

54. 某气体符合状态方程pRT/(Vb)，该气体从V1等温可逆膨胀至V2，则系统的S为（ ）。 A．RlnV2bV B．RlnV2 C．RlnV1 D．RlnV1b 1bV1V2V2b55. 二元非理想溶液在极小浓度的条件下，溶质组分和溶剂组分分别遵循（ ）。 A．Lewis-Randall规则和Henry定律 B．Henry定律和Lewis-Randall规则 C．Henry定律和Henry定律

D．Lewis-Randall规则和Lewis-Randall规则

56．指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则物质的状态为：（ D (A) 饱和蒸汽； (B) 超临界流体； (C) 压缩液体； (D) 过热蒸汽 57．单元操作的经济性分析中，功耗费用和下列哪个因素有关（ C ）。 (A) 理想功； (B) 有效能； (C) 损耗功； (D) 环境温度 58．一流体从状态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 ） (A) 相等； (B) 大； (C) 小； (D) 不确定 59．由混合物的逸度的表达式GiGigiRTlnfˆi知，Gigi

的状态为：（ B ） (A) 系统温度，p1的纯组分i；

(B) 系统温度、p1的纯组分i的理想气体状态； (C) 系统温度，系统压力的纯组分i的理想气体状态； (D) 系统温度，系统压力，系统组成的温度的理想混合物。 60．对理想溶液的性质，下列说法描述不正确的是：（ C ） (A) GididiGiRTlnxi (B) GiGiRTlni (C) SSE (D) HHE

61．、两相达到平衡，系统的热力学性质表述中错误的是（ A ）。 (A) GG (B)

fˆifˆi (C) TT (D) pp 62．气液平衡计算关系式pysspVLiˆiiixipiiexppsdp，(i=1, 2,…,N)，在中压时，iRT上式可简化为（ B ）。

6

） ViLˆiixipisis　ˆiixiexp(A) pyi ppis (B) pyiRTsiss(C) pyixipi (D) pyiixipi

63．某封闭体系经历一不可逆过程，系统所做的功和排出的热量分别为100kJ和45kJ，问系统的熵变 （ D ）。

(A) 小于零 (B) 大于零 (C) 等于零 (D) 说不清楚 64．合理地评价化工过程能量综合利用所采用的方法是（ C ）。

(A) 热力学第一定律； (B) 热力学第二定律； (C) 热力学第一定律与第二定律

(D)热力学第三定律

65．反应H2S2H2O3H2SO2，初始物质含量H2S为1mol，H2O为3mol。当反应进

度为时，SO2的摩尔分数为（ A ）（已知：

dniid）

(A)

4 (B)

1 53 7(C)

7 (D)

66. 某封闭系统经历一可逆过程，系统所作的功和排出的热量为100kJ和45kJ。问系统的熵变：(A) 为正；(B) 为负；(C) 可正可负 解：由热力学第二定律可知SsysSg所以Ssys0，选择(B)。

67.某封闭系统经历一不可逆过程，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. 为正；B. 为负；C. 可正可负

68.某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，所产生的功为24kJ，试问流体的熵变：(A) 为正；(B) 为负；(C) 可正可负。

69.某流体在稳随装置内经历一个不可逆过程，加给装置的功为25kJ，从此装置带走的热量(即流体吸热)为10kJ，试问流体的熵变：(A) 为正；(B) 为负；(C) 可正可负。 70、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

71、对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于 。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

dQ。因可逆过程，则Sg0；又dQ0，T

7

72、对于一均匀的物质，其H和U的关系为 。 A. HU B. H>U C. H=U D. 不能确定

73、吉氏函数变化与P-V-T关系为GigT,PGxRTlnP，则Gx的状态应该为 。 A. T 和P下纯理想气体 B. T 和零压的纯理想气体 C.T 和单位压力的纯理想气体

ˆ知，Gig的状态为 。 74、由混合物的逸度的表达式GiGiigRTlnfiiA.系统温度，P=1的纯组分i的理想气体状态 B.系统温度，系统压力的纯组分i的理想气体状态 C.系统温度，P=1，的纯组分i

D.系统温度，系统压力，系统组成的温度的理想混合物 75、对无热溶液，下列各式能成立的是 。 A. S=0，V=0 B. S=0，A=0 C. G=0，A=0 D. H=0，G= -TS

76、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 。

A. 增加 B. 减少 C. 不变 D.不确定 77、不可逆过程中孤立体系的 。

A.总熵是增加的，有效能也是增加的 B.总熵是减少的，有效能也是减少的 C.总熵是减少的， 但有效能是增加的 D.总熵是增加的，但有效能是减少的 78、关于制冷原理，以下说法不正确的是 。 A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。 B. 只有当

E

E

E

E

E

E

E

E

E

JT0，经节流膨胀后，气体温度才会降低。

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。

79、同一热机在夏天的热机效率比在冬天的热机效率 。 A. 相同 B.低 C.高 D.不一定 80、理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（ ）

81、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。（ ） 82、

热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。（ ）

83、纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dGRTdlnf。（ ） 84、理想溶液中所有组分的活度系数为零。（ ）

l85、纯流体的汽液平衡准则为f v=f 。（ ）

8

86、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。（ ） 87、对于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1。（ ）

88、理想功Wid是指体系的状态变化是在一定的环境条件下按以完全可逆过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同时也是有效能的负值。( )

89、冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。 ( ) 90、理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（ ）

91、纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（ ） 92、体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。( ) 93、逸度与压力的单位是相同的。（ ）

94、对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。（ ）

95、符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。（ ） 96、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。（ ） 97、纯物质的汽液平衡常数K 等于1。（ ）

98、冬天，使室温由10℃升至20℃，空调比电加热器更省电。( )

99、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。( )

100、纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（ ）。 A.饱和蒸汽 B.饱和液体 C.过冷液体 D.过热蒸汽 101、纯物质的第二 virial 系数 B（ ）。 A. 仅是T 的函数 B. 是T 和P的函数 C. 是T 和V的函数 D. 是任何两强度性质的函数

102、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 SS103、对于一均相体系，T。 T等于（ ）

TTPVPVA. 零 B. CP/CV C. R D. T

TVTP104、当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于（ ）。 A. 零 B. 无限大 C. 某一常数 D. RT 105、纯物质临界点时，其对比温度Tr（ ）。 A．= 0 B．< 0 C．> 0 D．=1

9

106、下列方程式中以正规溶液模型为基础的是( )。 A. NRTL方程 B. Wilson方程

C. Margules方程 D .Flory-Huggins方程 107、关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是 ( )。 A. 纯物质无偏摩尔量 B．T，P一定，偏摩尔性质就一定 C．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位

108、在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（ ）。 A. μ(水)＝μ(汽) B. μ(汽)＞μ(水) C. μ(水)＞μ(汽) D. 无法确定 109、关于制冷循环，下列说法不正确的是（ ）。 A.冬天，空调的室外机是蒸发器。 B.夏天，空调的室内机是蒸发器。

C.冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 。 D.冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。

二、计算题

1．用PR方程计算正丁烷在50℃下饱和汽相摩尔体积。 已知：(1) PR方程为pRTa，其中： 2VbV2bVb2aac(Tr)

R2Tc2 ac0.457235pc(Tr)1(0.376461.542260.269922)(1Tr0.5)

b0.077796RTc。 pc(2) 可供参考的迭代关系式为：

V(k1)bpV(k)2RT，初值可选用理想气体计算。

a2bV(k)b22151.63s，各物理量单位：p/MPa，T/K；

T36.24(3) 正丁烷的蒸汽压方程为

lnps6.8146临界参数为：Tc425.4K，pc3.797MPa，0.193

10

2、753K、1.5MPa的过热蒸汽推动透平机，并在0.07MPa下排出。此透平机既不绝热也不可

-11逆，过程的热量损失为7.1kJkg蒸汽，初始状态下蒸汽的焓、熵值为H13426.7kJkg，

7.5182kJkg-1K-1时蒸汽的焓值S17.5182kJkg-1K-1，在0.07MPa，S22674.2kJkg-1，实际由于过程的不可逆性，出口乏汽H22780kJkg-1，H2S27.7838kJkg-1K-1，试求：该过程对外实际输出的轴功Ws，过程的损耗功WL和热力

学效率II。设环境温度为T=293K。

已知：稳流过程的热力学第一定律HQWs；热力学第二定律

miSiinmjSjoutSfSg0；损耗功WLTSg，理想功

ijWidHTS，热力学效率II

Ws。 Wid

11