1、- PAGE 4 -化工熱力學與統計熱力學課程考核大綱一、適應對象修讀完本課程規定內容的應用化學專業的學生。二、考核目的本課程學完后，應初步具備運用熱力學定律和有關理論知識，對化工過程進行熱力學分析的基本能力；應初步掌握化學工程設計和研究中獲取熱力學數據的方法，對化工過程進行相關計算的方法。為學習后續課程和從事化工類專業實際工作奠定基礎。三、考核形式與方法開卷考查四、課程考核成績構成平時成績占30%，期終考試占70%。五、考核內容與要求第一章緒論1掌握化工熱力學的基本概念；2了解化工熱力學研究范圍和研究方法；3了解化工熱力學在化學工程中的應用情況。第二章流體的P-V-T關系1.熟悉純物質的P-

2、V-T相圖及相圖上的重要概念。2.掌握維里方程及其應用，掌握R-K方程、SRK方程及P-R方程等三次型狀態方程。能應用三次型狀態方程計算氣體和液體的摩爾體積，了解多參數狀態方程在化工過程中的應用。3.理解對比態原理，掌握偏心因子和三參數普遍化關系。學會用按Antoine方程計算飽和蒸汽壓。會用二元插值法求熱力學數據。4.熟悉液體的P-V-T性質的計算及真實氣體混合物性質的計算。第三章流體的熱力學性質1.學會運用狀態方程和普遍化關系式來計算能滿足工程需要的流體的焓、熵等熱力學性質。2.掌握由單相純物質性質計算兩相區純物質性質的方法。3.掌握工程上常用熱力學圖表的使用方法。第四章流體混合物的熱力學

3、性質1.正確理解偏摩爾性質、化學位、逸度、混合性質變化、超額性質和標準態等概念。2.掌握均相流體混合物熱力學性質關系式，會使用活度系數關系式。3.了解由狀態方程和混合規則推導混合物中組分逸度系數關系式的過程，學會逸度和逸度系數計算方法。學會利用網上資源查找和計算熱力學數據。第五章統計熱力學基礎1.統計力學研究的方法是微觀方法,對于微觀粒子的微觀性質(平動,轉動,振動,能級,簡并度),用統計力學,求出其統計平均值,從而得到體系的宏觀熱力學性質(T,V,P,S,Cp)。.2.掌握定域子體系與離域子體系、微態數、簡并度、分子配分函數等基本概念。3.分子配分函數一般只考慮平動配分函數、轉動配分函數和振

4、動配分函數，而不考慮電子配分函數和核的配分函數，4.玻耳茲曼分布的微觀狀態數與體系的總微觀狀態數的關系。六、樣卷一填空題（每小題1.5分，共計30分）1.封閉體系中有兩個相在尚未達到平衡時，兩個相都是體系；達到平衡時，則兩個相都等價于體系。2.絕熱節流過程是過程，因有摩擦阻力損耗，其過程，節流后熵值一定。3.采用基本國際標準單位的普適氣體常數 R。4.純物質所處的TTc時，氣體（G）不可能。5.常溫、常壓條件下,二元液相系統的溶劑組分的活度系數為ln1 = ax22（是常數），則溶質組分的活度系數表達式是ln2 =_.6.流體P-V-T是重要的數據，P、V、T數據容易。7.設有三個穿綠色、兩個

5、穿灰色和一個穿藍色制服的軍人一起列隊，試問有多少種隊型。現設穿綠色制服的有三種肩章，并任取其中一種佩帶，穿灰色有兩種肩章，而穿藍色的有四種肩章，試列出求隊型數目的公式。 8.從純物質的P-T圖上可以得到以下信息：、等單相區；、等兩相平衡線（飽和曲線），三線的交點為三相點(Tt,Pt)。9.若一個粒子的能級的有效狀態數與該粒子有效狀態數和之比等于210-16，則體系中N個粒子在能級出現的概率為多少。10.微觀上，virial系數反映了分子間的相互作用；宏觀上，純物質的virial系數僅是溫度的函數。混合物的virial系數不僅與有關，而且與有關。11.汽液共存區內的混合物稱為，其摩爾性質M可以從

6、相應的飽和蒸汽性質Msv與飽和液體性質Msl計算得到：M= xMsv+(1-x)Msl，其中x是在中所占的分數，稱為干度。12 由混合物的逸度的表達式知，的狀態為:系統溫度、P=1的純組分i的理想氣體狀態。因為而13. 在純物質的P-V圖上，泡點線與露點線的交點為臨界點(Tc,Pc,Vc)；臨界等溫線在臨界點的數學特征：14.Pitzer對應態原理可以統一表示成=（0）+（1），（0是，（1）是，（0）和（1）都是的函數，可由圖表得到。15. 混合物汽、液兩相平衡時，汽、相的組分逸度，即；汽、液相的總體逸度，即。16. 任何氣體進行絕熱可逆膨脹（等膨脹過程），氣體溫度必定，總是得到效應。17.

7、完整的逸度定義：dG=RTdlnf，18.偏離函數定義19.超額焓的定義式20.混合焓的定義式二.判斷題（正確打，錯誤打，每小題1分，共計15分）（）1. 凡是體系的溫度升高時，就一定吸熱，而溫度不變時，則體系既不吸熱也不放熱。（）2. 當n 摩爾氣體反抗一定的壓力做絕熱膨脹時，其內能總是減少的。（）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。（）4 在壓力趨于零的極限條件下，所有的流體將成為簡單流體。（）5 在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數成正比。（）6 均相混合物的總性質與純組分性質之間的關系總是有（）7系統熵增加的過程必為不

8、可逆過程。（）8絕熱過程必是定熵過程。( )9.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，初態和終態的溫度分別為T1和T2，則該過程的；同樣，對于初、終態壓力相等的過程有。( )10.等溫、等壓下的二元液體混合物的活度系數之間的關系為。( )11.在0.1013MPa ,100時，一定量的水等溫等壓蒸發為水蒸氣，且蒸汽為理想氣體，由于溫度不變，所以。( )12.體系從一種狀態變化到基態（環境狀態），則該過程所作理想功就是有效能。（）13.能滿足熱力學一致性的汽液平衡數據就是高質量的數據。( )14卡諾(Carnot)循環（可逆）的效率最高，所以卡諾熱機

9、的效率=W/Q=1。( )15偏心因子中PrS指的是實際流體的飽和蒸汽壓。三、選擇題（每小題1分，共計10分）( )1理想氣體流過節流閥，其參數變化為。A T 0, S 0 B T 0, S 0 C T 0, S 0 D T 0, S 0 ( )2.真實氣體在（）的條件下，其行為與理想氣體相近。A高溫高壓B低溫低壓 C 低溫高壓 D 高溫低壓( )3. 混合物相與相處于平衡狀態，則其中任一組分i的( )A：，B：，C：，D：( )4.lnf的偏摩爾性質是（）Alni Blni Cln(fi/xi) Dlnfi( )5. 汽液平衡關系的適用的條件（C）A 無限制條件 B 低壓條件下的非理想液相

10、C 理想氣體和理想溶液 D 理想溶液和非理想氣體( )6對于純物質，一定溫度下的泡點壓力與露點壓力是相同的；一定溫度下的泡點與露點，在p-T圖上是( )的，而在p-V圖上是( )的。A重疊，B分開，C相同，D不同( )7對于混合物系統，偏離函數中參考態與研究態的（）、溫度相同。（A）組成相同、(B) 相態相同、(C)溫度相同、(D)壓力相同( )8活度系數模型參數可由（）、無限稀釋活度系數等來估算。A理想溶液數據，B理想氣體氣體數據，C共沸點數據，D無限稀釋活度系數( )9混合物的共沸數據具有以下特點：（）A)汽相中各組分濃度相同， B)液相中各組分濃度相同， C)各組分的飽和蒸汽壓相等，D)

11、 Paz=1az P1s=2az P2s。( )10.壓力相同時，過熱蒸汽的有效能較（）為大，故其作功本領也較大；高壓蒸汽的有效能較（）為大，而且熱轉化為功的效率也較高。A)高壓蒸汽， B)低壓蒸汽， C)過熱蒸汽， D)飽和蒸汽四計算題（1.2.3每小題7分、4.5.6每小題8分，共計45分）1.低壓下，某二元混合物的汽液平衡系統，活度系數ln1 = Ax22，測定得80時的兩組分的無限稀釋1=2=1.648， peq o(sup 7( s),sdo 3( 1)=120kPa，peq o(sup 7( s),sdo 3( 2)=80kPa。求系統80時的共沸組成和共沸壓力。2.低壓下，某二元

12、液體組成為xeq o(sup 7( ),sdo 3(1)=0.2，xeq o(sup 7( ),sdo 3(2)=0.8，求溫度為300K的泡點組成yeq o(sup 7( ),sdo 3(1)。（已知液相的Geq o(sup 7( E),sdo 3( t)/RT = 0.75xeq o(sup 7( ),sdo 3(1)xeq o(sup 7( ),sdo 3(2)，peq o(sup 7( s),sdo 3( 1)=1866，peq o(sup 7( s),sdo 3( 2)=3733Pa）3.采用合適的方法和合理的假設計算K，kPa時，0.36的液體混合物甲醇（1）-水（2）體系的組分逸度和混合物逸度。已知P1s=28kPa， P2s=5.6kPa，1=1.08，2=1.124.計算101 325 P