《化工热力学与统计热力学》课程考核大纲.docx

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1、化工热力学与统计热力学课程考核大纲一、适应对象修读完本课程规定内容的应用化学专业的学生。二、考核目的本课程学完后，应初步具备运用热力学定律和有关理论知识，对化工过程进行热力学分析的 基本能力；应初步掌握化学工程设计和研究中获取热力学数据的方法，对化工过程进行相关计算 的方法。为学习后续课程和从事化工类专业实际工作奠定基础。三、考核形式与方法开卷考查四、课程考核成绩构成平时成绩占30%,期终考试占70%。五、考核内容与要求第一章绪论1. 掌握化工热力学的基本概念；2. 了解化工热力学研究范围和研究方法；3. 了解化工热力学在化学工程中的应用情况。第二章流体的P-V-T关系1.熟悉纯物质的P-V-

2、T相图及相图上的重要概念。2,掌握维里方程及其应用，掌握R-K方程、SRK方程及P-R方程等三次型状态方程。能应 用三次型状态方程计算气体和液体的摩尔体积，了解多参数状态方程在化工过程中的应用。3 .理解比照态原理，掌握偏心因子和三参数普遍化关系。学会用按Antoine方程计算饱和蒸 汽压。会用二元插值法求热力学数据。4 .熟悉液体的P-V-T性质的计算及真实气体混合物性质的计算。第三章流体的热力学性质1 .学会运用状态方程和普遍化关系式来计算能满足工程需要的流体的焰、燧等热力学性质。2 .掌握由单相纯物质性质计算两相区纯物质性质的方法。3 .掌握工程上常用热力学图表的使用方法。第四章流体混合

3、物的热力学性质1.正确理解偏摩尔性质、化学位、逸度、混合性质变化、超额性质和标准态等概念。2,掌握均相流体混合物热力学性质关系式，会使用活度系数关系式。3.了解由状态方程和混合规那么推导混合物中组分逸度系数关系式的过程，学会逸度和逸度 系数计算方法。学会利用网上资源查找和计算热力学数据。第五章统计热力学基础.统计力学研究的方法是微观方法，对于微观粒子的微观性质（平动，转动，振动，能级，简并度），用 统计力学，求出其统计平均值，从而得到体系的宏观热力学性质（T,V,P,S,Cp）o .1 .掌握定域子体系与离域子体系、微态数、简并度、分子配分函数等基本概念。2 .分子配分函数一般只考虑平动配分函

4、数、转动配分函数和振动配分函数，而不考虑电子配 分函数和核的配分函数，.玻耳兹曼分布的微观状态数与体系的总微观状态数的关系。六、样卷填空题（每题1.5分，共计30分）1 .封闭体系中有两个相尸在尚未到达平衡时，分两个相都是体系；到达平衡时，那么环0 两个相都等价于体系。2 .绝热节流过程是过程，因有摩擦阻力损耗，其过程，节流后燧值一定。3 .采用基本国际标准单位的普适气体常数.纯物质所处的77b时，气体（G）不可能。4 .常温、常压条件下，二元液相系统的溶剂组分的活度系数为Iny1二ax22 （a是常数），那么溶质 组分的活度系数表达式是In y 2=.5 .流体/M/-7是重要的数据，P、人

5、7数据容易j.设有三个穿绿色、两个穿灰色和一个穿蓝色制服的军人一起列队，试问有多少种队型。现设穿 绿色制服的有三种肩章，并任取其中一种佩带，穿灰色有两种肩章，而穿蓝色的有四种肩章，试 列出求队型数目的公式一8从纯物质的尸图上可以得到以下信息:等单相区;等两相平衡线（饱和曲线），三线的 交点为三相点（心。9 .假设一个粒子的能级与的有效状态数与该粒子有效状态数和之比等于2X10-16,那么体系中N个粒子 在能级与出现的概率为多少。10 .微观上，virial系数反映了分子间的相互作用；宏观上，纯物质的virial系数仅是温度的函 数。混合物的virial系数不仅与有关，而且与有关。11 .汽液共

6、存区内的混合物称为，其摩尔性质M可以从相应的饱和蒸汽性质Mv与饱和液体性质MS1 计算得到：M= xMsv+（l-x）Msl,其中x是在中所占的分数，称为干度。12由混合物的逸度的表达式弓=G；g +Rrin知，的状态为:系统温度、61的纯组分的理 想气体状态。因为&（T,P,巧）= G；g（T,R） + HTln仿/力应）而=.在纯物质的图上，泡点线与露点线的交点为临界点（几儿匕）；临界等温线在临界点的数 学特征：13 . Pitzer对应态原理可以统一表示成Q=Q (0)+coQ，Q 是二Q是和。都是的函 数，可由图表得到。14 .混合物汽、液两相平衡时，汽、相的组分逸度，即；汽、液相的总

7、体逸度，即j.任何气体进行绝热可逆膨胀(等膨胀过程)，气体温度必定，总是得到效应。15 .完整的逸度定义:dG二RTdlnf,.偏离函数定义16 .超额焰的定义式.混合焰的定义式二.判断题(正确打错误打x,每题1分，共计15分)()1.但凡体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，那么体系既不吸热也不放热。()2.当n摩尔气体对抗一定的压力做绝热膨胀时，其内能总是减少的。()3纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高 而减小。()4在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。O 5在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。O 6均

8、相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有此=n.M()7.系统牖增加的过程必为不可逆过程。()8.绝热过程必是定婚过程。()9.封闭体系的Imol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等, T.初态和终态的温度分别为4和我,那么该过程的= jCpdT；同样，对于初、终态压力相等的过t2程有 AH = j CvdT。()10.等温、等压下的二元液体混合物的活度系数之间的关系为四亚+巧弓皿兀二。()11.在0.1013MPa,10(TC时，一定量的水等温等压蒸发为水蒸气，且蒸汽为理想气体，由于温 度不变，所以AU = AH = 0。()12.体系从一种状态变化到基态(环

9、境状态)，那么该过程所作理想功就是有效能。O 13.能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。()14卡诺(Carnot)循环(可逆)的效率最高，所以卡诺热机的效率n =W/Q=1。()15偏心因子4gs(简单流体)_怆匕5(该流体)忆7 =_1一怆匕5 _中p：指的是实 rTr =0.7际流体的饱和蒸汽压。三、选择题(每题1分，共计10分)（）1.理想气体流过节流阀，其参数变化为。A Z1T = 0, /S= 0 B Z1T = 0, /S 0C/T W 0, /S 0 D Z1T = 0, Z1S 298 K时SO2分子内部转动对热力学函数的贡献。转动惯量为=L386义 1046kg m2, 4 =8.143X10kg m2, 1=9.529义 1 0 -46kg - m2, SO2为线性分子。tjaln t In* exp（）= V g. exp（二）2 .试证明玻耳兹曼分布的微观状态公式为=kT ，式中kT ,U =,并证明能量零点的选择不影响上式的结果。3 .试用三参数对应态原理计算液态水从2.5MPa和20变化到30MPa和300的燧变化。（只需写 出步骤，不用查找具体数据）