20～20学年第学期期末考试试卷学院化工学院专业化学工程与工艺班一、判断题：试判断对错，并写出原因或相应的公式（2分×5＝10分）1．熵增原理的表达式为：S0（）2．二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数（）aya3．RK方程中，常数a,b的混合规则分别为Mii（）ibybMiii4．无论以Henry定律为基准，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（）5．烃类物系汽液平衡计算可以使用K值法。（）二、简答题（5分×7＝35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。2．写出水在一定温度下的饱和蒸气压的获得方法。3．有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积VVa(ba)xbx21111VVa(ba)xbx22222式中：V和V是纯组分的摩尔体积，a、b只是T、P的函数。试从热力学的角度分析这些方程是否合理124．写出局部组成的概念，并说明Wilson方程和NRTL方程的适用条件。5．请写出中低压下汽液相平衡的关系式。（其中：液相用活度系数表示，以Lewis-Randall规则为基准；汽相用逸度系数表示）。6．说明基团贡献法的出发点、优点及局限性7．简述估算沸点下蒸发焓的方法三、计算题（共55分）1．（1）已知某饱和液体在273K时，H=0,S=0，饱和蒸气压为1.27×105Pa，若求478K，68.9×105Pa时该物质mm蒸汽的H和S，请设计出计算路径，并画出图。mmB（2）请写出各步骤的焓和熵的计算公式。已知：该物质的饱和蒸气压方程为：lnPsA，状态方程T为:pVRTCp,理想气体热容为：CidDET，式中各物理量均为国际单位制标准单位，A、B、C、D、mp,mE为常数。2．某二元溶液，Lewis-Randall规则标准态的超额Gibbs自由能可由下式给出：GE/RTxx12式中：为常数，两纯组元逸度分别为f*和f*，单位为Pa,GE:Jmol1,T：K,求：12（1）以Lewis-Randall规则为标准态的活度系数与的表达式。12（2）以Henry定律为标准态的活度系数与的表达式。123．低压下丙酮（1）—乙腈（2）二元体系的汽液平衡中，汽液两相假定均可视为理想体系，查得丙酮、乙腈的饱和蒸气压方程如下：2940.46ln[7.502ps]16.65131T35.93ps,ps的单位为KPa，T的单位为K。试求：2945.4712ln[7.502ps]16.28742T49.15（1）当p为85KPa,t为55C，该体系的汽液平衡组成y,x11（2）溶液中总组成为z=0.8，当p为85KPa,t为55C，该体系的液相分率以及汽液相组成y,x111（3）当t为55C，汽相组成y=0.5时相平衡压力与液相组成x11（4）当t为55C，液相组成x=0.35时的相平衡压力与汽相组成y114．某蒸汽压缩制冷装置，采用氨作制冷剂，制冷能力为105kJ/h，蒸发温度为－15℃，冷凝温度为30℃，设压缩机作可逆绝热压缩，试求：（1）压缩单位制冷剂所消耗的功。（2）制冷剂每小时的循环量。（3）该制冷装置所提供的单位制冷量。（4）循环的制冷系数。5．写出已知压力（p）和液相组成（x,x,,x），求泡点温度（T）及与之相平衡的汽相组成（y,y,,y）的计12n12n算过程（可以写计算框图，也可以叙述计算过程）。答案：判断题：试判断对错，并写出原因或相应的公式（3分×5＝15分）3．熵增原理的表达式为：S0（×）熵增原理的表达式应该为：S0隔离系统或者写为：S＋S0，（其中等号在可逆条件下成立）系统环境2．二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数（√）二阶舍项维里方程可以适用于压力不高的气体的pVT关系计算，由于逸度系数的计算需要使用相应条件下的状态方程，因此二阶舍项维里方程可以用于压力不高（小于1.5MPa）情况下的纯物质逸度系数的计算。ayaMii8．RK方程中，常数a,b的混合规则分别为i（×）bybMiiiayya习惯上，用于RK方程中常数a,b的混合规则分别为MijijijbybMiii4．无论以Henry定律为基准，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（×）以Henry定律为基准和以Lewis-Randall规则为基准定义的活度选用的逸度标准态不同