高等化工热力学

1、一、 填空：（20 分，每空 2 分，任选十空）1. 在TTC 时，用立方型状态方程计算汽相摩尔体积时，方程的根， 。2. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力 ；一定温度下的泡点与露点，在P T图上 P-V图上状态是 ，泡点的轨迹称为 ，露点的轨迹称为 。3. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力变化 ， 总热力学能为原两气体热力学能 ，总熵不等于原来两气体熵 。4. 以偏摩尔吉氏函数表示的相平衡准则： 。5. 用偏摩尔性质表达摩尔性质： 。6. 用摩尔性质表达偏摩尔性质的方法有 。7. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸。

2、答案：B关联：1. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 ( ).A. 增加 B 减少 C不变 D. 不能确定答案：A2. 要加热 50的水，从热力学角度，用以下哪一种热源，损失功最小（ ）A.60的热水 B .80的热水 C .100的饱和蒸汽， D. 120的过热蒸汽答案：D3.不可逆过程中孤立体系的（ ）A.总熵总是增加的， 也是增加的。B .总熵总是减少的， 也是减少的。C.总熵是减少的， 但 是增加的。 D . 总熵是增加的，但 是减少的。 答案：C关联：4.对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度，则其热效率( ).A. 。

3、化工热力学实验,实验一 二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定,一、实验目的 1. 了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。 2. 加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。,3. 掌握CO2的p-v-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。 4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。,二、实验内容,1. 测定CO2的p-v-t关系。在p-v坐标图中绘出低于临界温度(t=20)、临界温度(t=31.1)和高于临界温度(t=40)的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相。

4、1,化工热力学 Chemical Engineering Thermodynamics,2,化学工程能做什么？,化学工程的主要目标就是使化学家实验室做出来的化学反应商品化！ 10项顶尖成果 （1983年， AIChE ） 1.合成橡胶（1983年，220亿磅/年。二战期间，及时解救了天然橡胶匮乏的困境。） 2.抗生素：1918年流感夺走了全世界2000万人的生命。化学工程使青霉素的年产量高达百万磅。 3.聚合物：塑料在很多应用场合能取代木头、金属和玻璃。,3,化学工程能做什么？,4.合成纤维。 5.低温空分生成O2 和 N2。 6.核同位素的分离。 7.原油的催化裂解：制备高辛烷值燃料的能力在英。

5、2-1. 试分别用下述三种方法求出 、 下甲烷气体的摩尔体积。（a ）用理想气体方程；（b）用 R-K 方程；（c）用维里截断式（ 27）。其中 B 用皮策的普遍化关联法计算。解：（1）用理想气体方程：Vm= = =0.00138m3mol-1（2）用 RK 方程：查附表 1：甲烷的 TC=190.6K，P C=4.60MP，=0.008a= =3.22170106m6Pakmol-2K0.5b= =0.029847m3kmol-1迭代：将 代入得 ，反复迭代 ，迭代三次。（3）用维里截断式（27），B 用皮策的普遍化关联法计算：， 式（27）：2-2. 某含有丙烷的 的容器具有 的耐压极限。出于安全考虑，规定进容器的丙烷在 温度下，其。

6、1. 在众多的状态方程中,写出三个常用的状态方程。根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择其中一个状态方程、对其 PVT 关系的计算准确度进行分析，并提出改进的方向和意见。丙烯的 PVT 状态分析近期我在我们炼化公司延安石化厂甲醇车间进行培训，在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂，在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。丙烯的理化学性质：丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体，分子式为CH3CH=CH2，分子量为 42.08，沸点-47.7 ，熔点为-185.25，其密度为空气的 1.46 倍，临界温度为 91.8，临界压力为 4.6Mpa,爆。

7、化工热力学1第 1 章 绪论1.1 考核知识点1.1.1 化工热力学研究对象1.1.2 化工热力学研究方法1.2 考核要求1.2.1 化工热力学研究对象领会：（1）热力学是研究能量、能量转化以及与能量转化有关的热力学性质间相互关系的科学；（2）化工热力学是研究热力学原理在化工过程中的应用。1.2.2 化工热力学研究的方法了解：热力学的两种研究方法，即宏观研究方法和微观研究方法。本课程着重讨论以经典热力学为基础的宏观研究方法。第 2 章 流体 PVT 关系2.1 考核知识点2.1.1 纯流体 PVT 行为2.1.2 状态方程2.1.3 对比态原理及普遍化关系2.1.4 真实气。

8、1南京工业大学编 （高纲号 0698）化工热力学大纲一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点化工热力学是我省高等教育自学考试化学工程专业（本科段）的一门专业课，是化学工程学分支学科之一。化工热力学课程结合化工过程阐述热力学定律及其运用，是化工过程研究、设计和开发的理论基础。本课程以“高等数学”、“大学物理”、“化学”、“物理化学”、“微机基础”和“算法语言”等为先修课程。要求学生在学完“物理化学”，对化工厂有了初步认识（经过化工厂认识实习或化工厂实际工作），并在具备化工过程和设备初步知识（至。

9、 研究生课程考核试卷（适用于课程论文、提交报告）科 目： 高等工程热力学 教 师： 赵良举 姓 名： 康道远 学 号： 20121002029 专 业： 动力工程及工程热物理 类 别： 学术 上课时间： 20 13 年 2 月至 20 13 年 5 月 考 生 成 绩：卷面成绩 平时成绩 课程综合成绩阅卷评语： 阅卷教师 (签名) 重庆大学研究生院制高等工程热力学课程报告1关妖精的瓶子詹姆斯克拉克麦克斯韦，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、光。

10、高 等 工 程 热 力 学,动 力 工 程 系,工 程 热 物 理,潘洪亮,2004.9,工程热力学复习,1、基本概念,1）、工质：,热能转换为机械能（或是其他能量） 的中间媒介物质。,2）、状态：,工质在热力变化过程中的某一瞬间 所呈现的宏观物理状况称为工质的 热力学状态。简称状态。,例如：,水蒸气，,氨等等。,分类,和外界只有能量交换而无物质 交换。,既有能量交换又有物质交换。,热力系统和外界无热量交换。,3）、热力系统：,人为分割出来作为热力学分析对象的 有限物质系统。,开口系统：,绝热系统：,闭口系统：,孤立系统：,热力系统和外界既无能量。

11、流体的热力学性质（高等热力学）试题1. 试用 R-K 方程及 Soave 修正式求解在 300K、100atm 下 CO 的密度 。已知实验值为：。35.14mkg2. 试证明范德瓦耳方程的系数为 、 ，临界压缩因子为 ，方程可无量cpTRa6427cb883cZ纲化为： 。rrrvp8)13(23. 二元混合气体混合物二氧化碳（CO 2，组元 1）和乙烯（C 2H4，组元 2）的摩尔成份为x1=69.5%，x 2=30.5%，在 100，摩尔体积 时，混合物压力的实验值为kmolv/.03178.13bar，利用下述方法计算气体压力： 理想气体方程。 分压定律和范德瓦耳斯方程。 分容定律和范德瓦耳斯方程。 混合物的截断维里方。

12、1,2 流体的 P-V-T关系,2.1 纯物质的P-V-T相图 2.2 状态方程 2.3 对比态原理及其应用 2.4 混合规则 2.5 流体的饱和热力学性质,2,流体热力学性质：压力：P体积：V温度：T内能：U焓 ：H熵 ：S自由能：A自由焓：G广义流体热力学性质还有：逸度：f热容：CV，CP,PVT关系， CV，CP,H，S等热力学性质的计算,2.1 纯物质的P-V-T关系,3,相律最早由Gibbs提出，所以又称为Gibbs相律：F=C-P+2 2通常指T，p两个变量。如果除T，p外，还受其它力场影响，则2改用n表示 根据相律判断三相点、两相平衡线、单相区的自由度,4,图2-1 纯物质的P-V-T相图,凝固时收缩。

13、 试分别用下述三种方法求出 、 下甲烷气体的摩尔体积。 （a）用理想气体方程；（b）用 R-K 方程；（ c）用维里截断式（27） 。其中 B 用皮策的普遍化关联法计算。解：（1）用理想气体方程：Vm= = =0.00138m3mol-1（2）用 RK 方程：查附表1：甲烷的 TC=190.6K，P C=4.60MP，=0.008a= =3.22170106m6Pakmol-2K0.5b= =0.029847m3kmol-1迭代：将 代入得 ，反复迭代 ，迭代三次。（3）用维里截断式（27） ，B 用皮策的普遍化关联法计算：， 式（27）：2-2. 某含有丙烷的 的容器具有 的耐压极限。出于安全考虑，规定进容器的丙烷在 温度下，其压。

14、The Equations of State for Fluids,流体状态方程,Why should we study the volumetric properties of pure fluids?,1、流体热力学性质， 如内能(Internal Energy)，焓(Enthalpy)，熵(Entropy)，Hemholtz能(Hemholtz Energy)和Gibbs能(Gibbs Energy)等的计算, 需要流体的状态方程，或P-V-T 关系；,2、流体的计量，输送流体管道的管径计算，贮存流体容器体积的计算，都需要流体的P-V-T 关系。,3.1 纯流体的 PVT 行为,纯流体的PV 相图(phase diagrams) 告诉我们，任何一种处于平衡状态的纯均相流体，其温度、压力和摩尔体积或比容(specific 。

15、Advanced Chemical Engineering Thermodynamics:Solution ManualDue on Oct. 10, 2016Associate Professor Diannan Lu , Seminar 1stDiannan LuDigital Version Created byXiaoyu Hu1Diannan Lu Seminar 1st: Solution Manual Homework 3-3Homework 3-3SolutionaB = 1:29 10 3 m2; eB = 1=2 0:508 = 0:254 mA, B, Cylinder!nonconducting, no heat capacity, having some friction.What we know:Thus PEaA = PDaA + (mA +mB +mC)g)PE = PD + (mA +mB +mC)gaA= 1:013 105 + (9:07 + 4:53 + 18:14) 9:816:45 10 3= 1:50 105 PaIf we conside。

16、第六章 相平衡,相态：汽(V) 液(L) 固(S)VL LL LS,汽液平衡时，有,(6-1),式中,代回式(6-1), 得：,(6-2),6.1 低气压汽液平衡,因为低压有,所以由(6-2)得：,(6-3),若液相是理想溶液，,则 i=1 由(6-3)得：,(6-4),例:使用Van Laar方程作出乙醇(1)水(2)溶液在760mmHg,总压下的yx曲线,(1)当作理想溶液处理,(2)由Van Laar理论式计算,(3)根据下述恒沸物的组成和温度来计算：乙醇浓度,(mol%)=89.43,温度,T=78.15,乙醇在78.15时的蒸气压P1S755mmHg 水在78.15时,的蒸气压,P2S329mmHg,计算结果与下述实验数据比较：,乙醇,温度 液相x1% 汽相y% 100 0 089.。

17、Chapter 2,Elements of Statistical Thermodynamics,统计热力学基础,热力学研究的对象是含有大量粒子的平衡系统。热力学第一、第二和第三定律研究平衡系统各宏观性质之间的关系，进而计算过程的能量转换以及判断过程的方向和限度。热力学这一研究方法注重系统的宏观性质，不涉及系统的微观性质，因而无法计算热力学性质U、H、S、A 和 G的绝对值，只能计算当系统状态发生变化时，热力学性质的变化量。,任何系统的宏观性质都决定于系统的微观状态，是大量粒子运动的统计平均结果。如果能在系统的微观状态和宏观性质之间建立一种数学意义上的。

18、高等化工热力学作业1. 分别用理想气体方程和 RK 方程求异丁烷蒸汽在 350K、1.2MPa 下的密度(kg/m 3)和压缩因子，并与实验压缩因子 0.7731 比较。2. 在 50、2.0MPa 时由摩尔分数为氮气(1)0.4 和乙烯(2)0.6 组成的混合气体，试用理想气体方程和普遍化 Virial 方程方法计算混合气体的摩尔体积。参考值 Z=0.96。3. 某化合物气体，在 25、 0.1MPa 下的摩尔体积为 23 升。在没有其它数据可以利用的条件下，请利用合理估算方法估算 25、0.5MPa 下该气体的摩尔体积。4. 用普遍化 Virial 方程计算 1kmol 的 1,3-丁二烯从 2.53MPa、127压缩到12.67MP。