化工热力学简答题复习ppt课件.ppt

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1、 问：化工热力学是以什么定律为基础？ 答：化工热力学是以热力学第一、第二定律为基础。 问：化工热力学主要任务是什么？ 答：化工热力学主要任务是研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用。 问：化工热力学主要任务是什么？ 答：化工热力学主要任务是研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。 问：什么是平衡状态的定义？ 答：平衡状态的定义是一个体系在不受外界影响的条件下，如果它的宏观性质不随时间而变化，此体系处于热力学平衡状态。 问：什么是热力学变量？ 答：描述体系所处状态的宏观物理量称为热力学变量。 问：力学变量是状态的什么函数？ 答：由于力学变量是状态的单值函数，亦称为状态函数

2、。 问：常用的状态函数有哪些？ 答：常用的状态函数有压力、温度、比容、内能、焓、熵、自由焓等。 问：热力学变量可以分为几种？ 答：热力学变量可以分为强度量与广度量。 问：什么是过程？ 答： 过程是指体系由某一平衡状态变化到另一平衡状态时所经历的全部状态的总和。 问：什么是可逆过程的定义？ 答：可逆过程定义为：某一过程完成后，如果令过程逆行而能使过程中所涉及的一切 ( 体系与环境 ) 均能完全回复到各自的原始状态而不留下任何痕迹，此过程称为可逆过程。 问：摄氏温标与绝对温标的换算关系是什么？ 答：摄氏温标与绝对温标的换算关系为 T(K)=t( )+273.15问：华氏温标与摄氏温标的换算关系是什

3、么？ 答： 华氏温标与摄氏温标的换算关系为： t( )= t( F) -32 5/9 问： 什么是热的定义？ 答： 热的定义是通过体系的边界， 体系与体系 ( 或体系与环境 ) 之间由于温差而传递的能量。 问：热能不能贮存？ 答：热不能贮存，它只是能量的传递形式。 问：热是不是状态函数？ 答：热不是状态函数，它与过程变化的途径有关。 问：热的正副值是如何规定？ 答：习惯规定，体系吸热为正值，体系放热为负值。 问：功是不是状态函数？ 答：功也不是状态函数，其数值与过程变化的途径有关。 问：功的正副值是如何规定？ 答：最新规定，体系对环境做功取负值，而环境对体系做功取正值。 问：热力学性质有哪些？

4、 答：可以直接测量的热力学性质有： P 、 V 、 T 、 Cp 、 Cv 等。 问：不可以直接测量的热力学性质有哪些？ 答： 不可以直接测量的热力学性质有 H 、 S 、 U 、 A 、 G 、等。 问：为什么要研究流体的pVT关系？ 答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p、体积V和温度T是流体最基本的性质，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S、Gibbs自由能G等都不能直接测量，它们需要利用流体的p V T数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过p V T数据和热力学基本关系式进行计算。因此，流体的p V T关系的研究是一项重

5、要的基础工作。 问：理想气体的特征是什么？ 答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。 问：是否有理想气体？ 答：严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。 问：理想气体状态方程是什么？ 答：理想气体状态方程是最简单的状态方程： 问：如何定义纯物质的偏心因子？ 答：纯物质的偏心因子是根据物质的蒸气压来定义的。 问：能否测定纯物质的偏心因子？ 答：任何流体的值都不是直接测量的，均由该流体的临界温度、临界压力值及=0.7时的饱和蒸气压来确定。 问：纯物质的饱和液体的摩尔体积随着

6、温度如何变化？ 答：纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，由纯物质的p V图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。 问：纯物质的饱和蒸汽的摩尔体积随着温度如何变化？ 答：饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小，由纯物质的p V图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。 问：同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质均不同吗？ 答：同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的Gibbs自由能是相同的，这是纯物质气液平衡准则。其他的热力学性质均不同。 问：常用的三参数的对应状态原理有哪几种？ 答：常用的三参数对比态原理有两种，一种是以临界压缩因子Zc为第三参数；另外一种是以Pitzer提出的以偏心因

7、子作为第三参数的对应状态原理。 问：纯气体和纯液体pVT计算有什么异同。 答：许多p V -T关系如RKS方程、PR方程及BWR方程既可以用于计算气体的p V T，又都可以用到液相区，由这些方程解出的最小体积根即为液体的摩尔体积。当然，还有许多状态方程只能较好地说明气体的p V -T关系，不适用于液体，当应用到液相区时会产生较大的误差。与气体相比，液体的摩尔体积容易测定。除临界区外，温度（特别是压力）对液体容积性质的影响不大。除状态方程外，工程上还常常选用经验关系式和普遍化关系式等方法来估算。 问：对应状态原理是什么？答：对比态原理认为，在相同的对比状态下，所有的物质表现出相同的性质。对比态原

8、理是从适用于p V -T关系两参数对比态原理开始的，后来又发展了适用于许多热力学性质和传递性质的三参数和更多参数的对比态原理。问：什么是混合规则？答：目前广泛采用的方法是将状态方程中的常数项，表示成混合物中组成x以及纯物质参数项的函数，这种函数关系称作为混合规则。问：为什么要提出这个概念？答：对于真实流体，由于组分的非理想性及由于混合引起的非理想性，使得理想的分压定律和分体积定律无法准确地描述流体混合物的p V -T关系。如何将适用于纯物质的状态方程扩展到真实流体混合物是化工热力学中的一个热点问题。对于不同的状态方程，有不同的混合规则。寻找适当的混合规则，计算状态方程中的常数项，使其能准确地描

9、述真实流体混合物的p V -T关系，常常是计算混合热力学性质的关键。 问：有哪些类型的混合规则？ 答：常用的混合规则包括适用于压缩因子图的虚拟临界性质的混合规则、维里系数的混合规则以及适用于立方型状态方程的混合规则。 问：什么是热？ 答：热是能的一种。 问：热能可以如何变化？ 答：机械能变热能，或热能变机械能时，它们间的比值是一定的。热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时必产生相应量的功；消耗一定量的功时必出现与之对应的一定量的热 问：在化工热力学中，能量传递有哪些方式？ 答：能量传递的两种方式：作功和传热 问：能量传递的两种方式，作功和传热，有哪些不同？ 答：借作功来传递热量总是和物

10、体的宏观位移有关，而传热则不需要有物体的宏观移动 问：热能变机械能的经过过程是什么？ 答：热能变机械能的过程：一是能量转换的热力学过程，二是单纯的机械过程。 问：什么是开口系？ 答：系统与外界有传质。 问：什么是闭口系？ 答：系统与外界无传质 。 问：什么是非绝热系？ 答：系统与外界有传热 。问：什么是绝热系？答：系统与外界无传热 。问：什么是非绝功系？答：系统与外界有传功 。问：什么是绝功系？答：系统与外界无传功 。问：什么是非孤立系？答：系统与外界有传热、功、质 。问：什么是非孤立系？答：系统与外界无传热、功、质 。问：什么是广度性质？答：广度性质表现出系统量的特性，与物质的量有关，具有加

11、和性。如V, U, H, G, A, S等。 问：什么是强度性质？ 答：强度性质表现出系统质的特性，与物质的量无关，没有加和性。如P,T等。 问：什么是剩余性质 (Residual properties)？ 答：剩余性质定义为在相同的T，P下真实气体的热力学性质与理想气体的热力学性质的差值。 问：剩余性质的数学定义式是什么？ 答: 剩余性质的数学定义式是MR=M-M* 问：剩余性质的基准态是如何选择？ 答：剩余性质的基准态的选择是任意的，常常出于方便，但通常多选择物质的某些特征状态作为基准。 问： 如何选择水的剩余性质的基准态？ 答：水，是以三相点为基准，令三相点的饱和水 H=0, S=0.

12、问： 如何选择气体的剩余性质的基准态？ 答：对于气体，大多选取1atm(101325Pa)，25(298K)为基准态，实际上，无论基准态的温度选取多少，其压力应该是足够低，这样才可视为理想气体。 问：什么是偏摩尔性质的物理意义？ 答：偏摩尔性质的物理意义: 是在给定的T、p和组成下,向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列热力学性质的变化。事实上,溶液的各组分均匀混合,且不再具有单独存在时的性质。 问：什么是一般能量平衡方程？ 答： 问：什么是能量平衡方程在对化工机器：如膨胀机，压缩机等？ 答： 问：什么是能量平衡方程在对化工设备类：如反应器，热交换器，传质阀门，管道等？ 答： 问：什么是能量平衡方程在对化工机器的绝热过程？ 答： 问：什么是能量平衡方程在对对喷嘴，如喷射器是通过改变流体截面以使流体的动能与内能发生变化的一种装置？