化工热力学模拟试卷(一).doc

一、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分。对:√,错:×。） 1.孤立系统的内能和熵都是一定值。（ ） 2.理想气体的熵和Gibbs函数仅是温度的函数。（ ） 3.要确定物质在单相区的状态，需要指定两个强度性质，但是状态方程P=P（T，V）的自变量中只有一个，所以，这与相律有矛盾。（ ） 4.理想溶液中所有组分的活度系数均为零。（ ） 5.均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 。（ ） 6.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的内能相等。( ) 7.纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、内能、Gibbs函数的变化值均大于零。（ ） 8.对一个绝热不可逆过程，是否可以设计一个绝热可逆过程来计算其熵变化？（ ） 9.纯物质的气液平衡常数K是1。（ ） 10.二元共沸物的自由度为1。（ ） 二、证明题（本大题共2小题，共20分。） 1.（8分） 2.（12分） 三、选择题（本大题共1小题，共5分。） 1.(5分)某封闭系统经历一个不可逆过程，系统所作的功和排出的热量分别为100KJ和45KJ，则系统的熵变是正？是负？可正可负？为什么？ 四、计算题（本大题共5小题，共55分。） 1.（15分）某人设计一过程，使用100℃饱和水蒸气，经一系列步骤，可将热量不断地供给180℃热源，且不做轴功，每千克饱和水蒸气可供热量为1850kJ，假设冷却水为20℃，供给量为无限大。试问此设计过程是否能实现？ 2.（10分）曾经用以下两个方程表示简单二元系统在恒温、恒压下的液相活度系数： ， ,式中A、B仅为T、P的函数，请解释这些方程是否符合热力学一致性。 3.（15分）在固定T、P下，某二元液体混合物的摩尔体积为： ,试确定在该T、P下，①用 表示的 和 ；② 和 的值；③ 和 的值。 4.（10分）二元系统的Wilson模型参数是 和 ，假设气相是理想气体，计算与 ＝0.2，T＝30℃的液相成平衡的气相组成和总压。已知 ＝3.23mmHg（mmHg为非法定单位，1mmHg＝1.33322×102Pa）和 ＝187.1mmHg， 和 。 5.（5分）氧在20℃和直到100atm的压力下， 值可用方程： 近似的表示，式中P为大气压，计算在20℃、100atm时的逸度。 一、1.×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×　7.×　8.√　9.√ 二、1.证：设U = U（TV）　　 因为　得证 2.证：因为所以 因为 三、 四、 状态2：20℃饱和水， 饱和蒸汽经过装置这一系统，应用稳流过程热力学第一定律关系式： 过程中各部分的熵变为： 水蒸气： 传递高温热源： 传递低温热源： 总熵变： 对于环境和系统在内的孤立系统，第二定律有△S总≥0，现在的结果有悖于第二定律，即本设计不能成立。 2.解：若符合，则有 由题意知： 只有当A=B，或时。上式才等于零。(2分)一般条件下，上式不等于零，所以所给方程不符合热力学一致性。(1分) 3.解： (3分) 4.解：由Wilson方程计算出两组分的活度系数，因为 由低压的气液平衡准则得 5.解：