化工热力学试卷

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1、-精品 word 文档值得下载值得拥有 -广东工业大学研究生课程考试试卷封面学院： 轻工化工学院专业：化学工程与技术姓名：雷琳学号： 2111206031考试科目 :化工热力学与动力学学生类别：硕士考试时间 :第 13 周星期五(2013 年 5月24日 )题号分数12345678合计平时成绩总评成绩开课单位：轻工化工学院开课学期：2013年 春 季任课教师：潘湛昌说明： 1. 以上左栏学生填写 , 右栏老师填写 ;2. 学位课考试的答题均写在答题纸上 , 考查课若无课堂考试可不用答题纸，但仍应填写此页封面 ;3. 平时成绩根据任课教师所写的课程教学大纲规定评定；4. 任课教师评完分后从网上录

2、入成绩，再打印成绩单一式两份连同试卷、-精品 word 文档值得下载值得拥有 - 精品 word 文档 值得下载值得拥有 -答题纸交教务员保管（保管四年） 。题卷得答分号1、一个 0.057m3气瓶中贮有的 1MPa和 294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为 0.115MPa的气柜中， 当气瓶中的压力降至0.5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体 )(a) 气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；(b) 气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数1.4 ）。解：（a）等温过程P1V1P2V11 570000.5 57000nRT1

3、8.314 29411.66 molRT18.314 294(b) 绝热可逆过程，终态的温度要发生变化1P2rT2T1 P10.529411.4 11.4241.18 KP1V1P2V11 570000.5570009.11 molnRT28.314 2948.314241.18RT12、用 Antoine 方程计算正丁烷在50时蒸汽压；用 PR方计算正丁烷在 50时饱和汽、液相摩尔体积（用软件计算）；再用修正的 Rackett方程计算正丁烷在 50时饱和液相摩尔体积。 （液相摩尔体积的实验值是106.94cm3 mol -1 ）。解：查附录得 Antoine 常数： A=6.8146,B=2

4、151.63,C=-36.24 临界参数 Tc=425.4K, Pc=3.797MPa, =0.193修正的 Rackett方程常数： =0.2726, =0.0003ln PS6.81462151.63P S0.504MPa36.24T由软件计算知 V sl103.0193cm3 mol1 ， V sv4757.469cm3mol 1利用 Rackett方程 V sl(RTC / PC )1(1 Tr )2 / 71 TrV sl107.01cm3mol 1-精品 word 文档值得下载值得拥有 -精品 word 文档值得下载值得拥有 -ZC RTrR0.242 8.314 405.63VC

5、pC11.28106g / cm28.2829.14100%2.95%29.14V SL29.14cm3 / mol ,V L28.60cm3 / mol.SLR(T,T R)3VVrr28.28( cm / mol )ZC r0.06433、压力是 3（ 2）MPa的饱和蒸汽置于 1000cm 3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝 ?(可忽视液体水的体积 )初态终态T1冷 凝一 半T2P1P2V1svV 2svsvV2slsvU1slU 2U2解：等容过程， QVU t U t 2U t1初态：查 P=3MPa 的饱和水蒸汽的V1sv67.17 cm3 g-1； U 1sv260

6、3.94Jg-1Vt水的总质量 mt14.89 gV1sv则 U 1t mtU 1sv38766.4 J冷凝的水量为0.5mt7.445g终态：是汽液共存体系，若不计液体水的体积，则终态的汽相质量体积是V2sv2V1sv134.34 cm3g-1，并由此查得U 2sv2594.0,U 2sl840.05 Jmol-1U 2 t0.5mt U 2sv0.5mt U 2sl25566.5 J移出的热量是 QU 2tU 1t13199.9 J4、苯 (1)- 甲苯 (2) 可以作为理想体系。 (a)求100时，与 x1=0.3 的液相成平衡的汽相组成和泡点压力； (b) 100和 101.325kP

7、a时的平衡汽、液相组成多少 ?(c)对于气体在x1=0.55 和y1=0.75 的平衡体系的温度和压力各是多少101.325KPa下被冷却到 100时，混合物的冷凝率多少? (d)y1=0.3的混合物?（ 90-100 ）-精品 word 文档值得下载值得拥有 -精品 word 文档值得下载值得拥有 -解：查出Antoine 方程常数物质ABC苯(1)6.94192769.42-53.26甲苯 (2)7.05803076.65-54.65T90273.15363.15(K) ，由 Antoine 方程得（ a） ln P1s6.94192769.421.995 ,P1s136kPa363.15

8、53.26同样得 P2s54.2kPa由理想体系的汽液平衡关系得PP1s x1P2sx21360.354.20.778.74kPay1P1s x1P1360.3 78.74 0.52(b) 由PP1s x1P2s x2101.325136x154.2 1x1x1 0.576y1P1s x1P1360.576 101.3250.773(c)由 Py1P1s x1,Py2P2s x2 得P sy x2ssyx211ln P1ln P2ln1P2sy2 x1y2 x1即6.94192769.427.05803076.65ln0.750.45T 369.64KT53.26T54.650.250.55所

9、以P1s163.4, P2s66.6kPaPP1s x1P2s x2119.84kPa（ d） T100273.15373.15(K) ，由 Antoine 方程得P1s180. , P2s74.1kPa101.325180x174.11x1x10.257 ,x20.743y11800.257 101.3250.456, y20.544-精品 word 文档值得下载值得拥有 -精品 word 文档值得下载值得拥有 -设最初混合物汽相有 10mol ，即苯 3mol，甲苯 7mol。冷凝后汽、液相分别为(10-a)和amol，则：3a0.257 (10a)0.456100.4563a7.839m

10、ol冷凝率： a7.8390.4560.25778.39%10105、某厂有一输送90热水的管道，由于保温不良，到使用单位时，水温已降至 70，试求水温降低过程的热损失与损失功。设大气温度为25。解：管道中压力没有变化，且压力对焓、熵的影响可忽略，故采用饱和水的数据计算。H Q WW 0T 2 CpQHd T H2H1 292.98376.92 83.94TT 1W LT0Sg298.15( 0.044)13.119SgS2S1Q83.940.95491.19250.044T02986、分别用理想气体状态方程和三参数对应态原理，计算一个100cm3的刚性0容器，在 50 C和 18.6MPa

11、的条件下能储存甲烷多少克？(1)利用理想气体状态方程 PV nRT nPV0.872 m 14gRT(2)三参数对应态原理Z Z oPr ,TrZ 1 Pr ,Tr323.151.69618.7454.071TrPr190.584.604查表得Z0=0.8846Z1=0.2562Z0.88640.0110.25620.8892VZRT0.8892 8.314 323.15127.4cm3 / molP18.745nVt1250.9812 molV 127.4m 15.7 g7、实验测得反应的速率方程为（1） Cr 33Ce 4Cr 63Ce3-精品 word 文档值得下载值得拥有 -精品 word 文档值得下载值得拥有 -r=kCe 4+ 2 Cr 3+Ce 3+ -1(2) CH 3COCH 3 Br2HCH 2 COCH 2 Br HBr33+r=kCH COCHH请推导上述反应的机理。-精品 word 文档值得下载值得拥有 -