化工熱力學復習題及答案

2024年3月17日發(作者：震什么欲聾)

第1章 緒言

一、是否題

1.

孤立體系的熱力學能和熵都是一定值。

(

錯。

?U?0,?H?0,但?S,?G

和

?A不一定等于0

，如一體積等于

2V

的絕熱剛性容器，被一理想的隔板一分為二，左側狀

P

的理想氣體，態是

T

，

右側是

T

溫度的真空。當隔板抽去后，由于

Q

＝

W

＝

0

，

?

U?0

，

?

T?0

，

?

H?0

，故體系將在

T

，

2V

，

0.5P

狀態下達到平衡，

?

S??Rln

?

0.5PP

?

?Rln2

，

?

G?

?

H?T

?

S??RTln2

，

?

A?

?

U?T

?

S??RTln2

）

2.

封閉體系的體積為一常數。（錯）

3.

理想氣體的焓和熱容僅是溫度的函數。（對）

4.

理想氣體的熵和吉氏函數僅是溫度的函數。（錯。還與壓力或摩爾體積有關。）

5.

封閉體系的

1mol

氣體進行了某一過程，其體積總是變化著的，但是初態和終態的體積相等，

T

2

初態和終態的溫度分別為

T

1

和

T

2

，則該過程的

?

U?C

V

dT

；同樣，對于初、終態壓力相

T

1

T

2

?

等的過程有

?

H?C

P

dT

。（對。狀態函數的變化僅決定于初、終態與途徑無關。）

T

1

?

6.

自變量與獨立變量是一致的，從屬變量與函數是一致的。（錯。有時可能不一致）

三、填空題

1.

狀態函數的特點是：狀態函數的變化與途徑無關，僅決定于初、終態

。

2.

單相區的純物質和定組成混合物的自由度數目分別是

2

和

2

。

3. 1MPa=10

6

Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg

。

4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm

3

=10000bar cm

3

=1000Pa m

3

。

5.

普適氣體常數

R=8.314MPa cm

3

mol

-1

K

-1

=83.14bar cm

3

mol

-1

K

-1

=8.314 J mol

-1

K

-1

=1.980cal

mol

-1

K

-1

。

第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ關系和狀態方程

一、是否題

1.

純物質由蒸汽變成液體，必須經過冷凝的相變化過程。（錯。可以通過超臨界流體區。）

2.

當壓力大于臨界壓力時，純物質就以液態存在。（錯。若溫度也大于臨界溫度時，則是超臨

界流體。）

3.

純物質的飽和液體的摩爾體積隨著溫度升高而增大，飽和蒸汽的摩爾體積隨著溫度的升高

而減小。（對。則純物質的

P

－

V

相圖上的飽和汽體系和飽和液體系曲線可知。）

4.

純物質的三相點隨著所處的壓力或溫度的不同而改變。（錯。純物質的三相平衡時，體系自

由度是零，體系的狀態已經確定。）

1

5.

在同一溫度下，純物質的飽和液體與飽和蒸汽的熱力學能相等。（錯。它們相差一個汽化熱

力學能，當在臨界狀態時，兩者相等，但此時已是汽液不分）

6.

純物質的平衡汽化過程，摩爾體積、焓、熱力學能、吉氏函數的變化值均大于零。（錯。只

有吉氏函數的變化是零。）

7.

氣體混合物的

virial

系數，如

B

，

C

…

，是溫度和組成的函數。（對。）

8.

在壓力趨于零的極限條件下，所有的流體將成為簡單流體。

(

錯。簡單流體系指一類非極性

的球形流，如

Ar

等，與所處的狀態無關。

)

二、選擇題

1.

指定溫度下的純物質，當壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓時，則氣體的狀態為

(C

。參考

P

－

V

圖上的亞臨界等溫線。

)

A.

飽和蒸汽

B.

超臨界流體

C.

過熱蒸汽

2.

純物質的第二

virial

系數

B

（

A

。

virial

系數表示了分子間的相互作用，僅是溫度的函數。）

A

僅是

T

的函數

B

是

T

和

P

的函數

C

是

T

和

V

的函數

D

是任何兩強度性質的函數

3.

能表達流體在臨界點的

P-V

等溫線的正確趨勢的

virial

方程，必須至少用到（

A

。要表示出等

溫線在臨界點的拐點特征，要求關于

V

的立方型方程）

A.

第三

virial

系數

三、填空題

1.

對于純物質，一定溫度下的泡點壓力與露點壓力相同的（相同

/

不同）；一定溫度下的泡點

與露點，在

P

－

T

圖上是重疊的

(

重疊／分開

)

，而在

P-V

圖上是分開的

(

重疊／分開

)

，泡點的

軌跡稱為飽和液相線，露點的軌跡稱為飽和汽相線，飽和汽、液相線與三相線所包圍的區

域稱為汽液共存區。純物質汽液平衡時，壓力稱為蒸汽壓，溫度稱為沸點。

2.

簡述對應態原理在對比狀態下，物質的對比性質表現出較簡單的關系。

B.

第二

virial

系數

C.

無窮項

D.

只需要理想氣體方程

第3章 均相封閉體系熱力學原理及其應用

一、是否題

1.

體系經過一絕熱可逆過程，其熵沒有變化。

(

對。

?

dS?QT?0

?

rev

)

2.

吸熱過程一定使體系熵增，反之，熵增過程也是吸熱的。（錯。如一個吸熱的循環，熵變為

零）

3.

熱力學基本關系式

dH=TdS+VdP

只適用于可逆過程。（錯。不需要可逆條件，適用于只有體

積功存在的封閉體系）

4.

象

dU=TdS-PdV

等熱力學基本方程只能用于氣體，而不能用于液體或固相。（錯。能于任何

相態）

5.

理想氣體的狀態方程是

PV=RT

，若其中的壓力

P

用逸度

f

代替后就成為了真實流體狀態方程。

（錯。因為逸度不是這樣定義的）

6.

逸度與壓力的單位是相同的。（對）

2