化工热力学试卷含答案A
一、填空题(1′×10=10分)
二、选择题(2’×10=20分)
三、图示题(5′×1=5分)
1. 请在纯物质的p-T图上分别标出物质的三相点、气相区、液相区、固相区和临界点。
四、判断题。正确的在题后括号内打“√”,错误的打“×”(1′×10=10分)
五、证明题(5’×3=15分)
lnf1. 证明p
证明: V TRT
dGRTdlnf
方程的两边求等温偏导数,得
GlnfRT pTpT
又因为
GV pT
即 RTplnfV T
所以 lnfV pRTT
证毕
GT2. 试证明:TH T2p
G1T1GT1GG(1)G2TTpTTTpTTpp
GG又GG(T,p)dGdTdpTppT
GdGSdTVdPS(2)Tp
同时GH-TS ( 3)
将(2)(3)代入(1)得
GTSHTSTSHTSH222TTTTTp
S3. 证明TCpT p
dHTdSVdp
HSTTTpp
Cp1HSTpTTpT
六、计算题(10′×4=40分)
1. 某一服从p(Vb)RT状态方程(b是正常数)的气体,在从1000b等温可逆膨胀至2000b,所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍?
2. 希望将5mol、285K的CO2气体通过压缩机压缩成中压气体,然后灌装到体积为3005.5cm3的钢瓶中,以便食用行业使用,请问压缩机需要加多大的压力才能达到这样的目的。请使用RK方程计算。(CO2的临界参数为TC304.2K、
RTaR2TC,其中a0.pC7.376MPa;RK方程为pVbT0.5V(Vb)pC
RTb0.C) pC2.5,
解:CO2气体的摩尔体积为:
VV总/n3005.5/5601.1cm3mol16.011104m3mol1
R2TCa0.pC2.58.3142304.22.50.427486.4657Pam6K0.5mol2 67.37610
RTC2.97075105m3mol1 pC同理可得b0.将a,b值代入RK方程得
pRTa0.53.137106Pa VbTV(Vb)
3. 试由饱和液体水的性质估算100oC,(1)2.5MPa;(2)20MPa下水的焓和熵。已知100oC下水的有关性质如下:
, ,
,
slVdV311 0.0008cmgKTpdT,
解:
4. 在一定T,p下,二元混合物的焓为Hax1bx2cx1x2其中,a15000,
b20000,c20000,单位均为Jmol1,试求:(a)(b)H1,H2;H1,H2,1,2