《化工熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)》課程考核大綱

1、化工熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)課程考核大綱一、適應(yīng)對(duì)象修讀完本課程規(guī)定內(nèi)容的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生。二、考核目的本課程學(xué)完后，應(yīng)初步具備運(yùn)用熱力學(xué)定律和有關(guān)理論知識(shí)，對(duì)化工過程進(jìn)行熱力學(xué)分析的 基本能力；應(yīng)初步掌握化學(xué)工程設(shè)計(jì)和研究中獲取熱力學(xué)數(shù)據(jù)的方法，對(duì)化工過程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算 的方法。為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事化工類專業(yè)實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。三、考核形式與方法開卷考查四、課程考核成績構(gòu)成平時(shí)成績占30%,期終考試占70%。五、考核內(nèi)容與要求第一章緒論掌握化工熱力學(xué)的基本概念；了解化工熱力學(xué)研究范圍和研究方法；了解化工熱力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用情況。第二章流體的P-V-T關(guān)系1.熟悉純物質(zhì)的P-V-T相圖及相圖上的重

2、要概念。2,掌握維里方程及其應(yīng)用，掌握R-K方程、SRK方程及P-R方程等三次型狀態(tài)方程。能應(yīng) 用三次型狀態(tài)方程計(jì)算氣體和液體的摩爾體積，了解多參數(shù)狀態(tài)方程在化工過程中的應(yīng)用。.理解比照態(tài)原理，掌握偏心因子和三參數(shù)普遍化關(guān)系。學(xué)會(huì)用按Antoine方程計(jì)算飽和蒸 汽壓。會(huì)用二元插值法求熱力學(xué)數(shù)據(jù)。.熟悉液體的P-V-T性質(zhì)的計(jì)算及真實(shí)氣體混合物性質(zhì)的計(jì)算。第三章流體的熱力學(xué)性質(zhì).學(xué)會(huì)運(yùn)用狀態(tài)方程和普遍化關(guān)系式來計(jì)算能滿足工程需要的流體的焰、燧等熱力學(xué)性質(zhì)。.掌握由單相純物質(zhì)性質(zhì)計(jì)算兩相區(qū)純物質(zhì)性質(zhì)的方法。.掌握工程上常用熱力學(xué)圖表的使用方法。第四章流體混合物的熱力學(xué)性質(zhì)1.正確理解偏摩爾性質(zhì)、

3、化學(xué)位、逸度、混合性質(zhì)變化、超額性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)態(tài)等概念。2,掌握均相流體混合物熱力學(xué)性質(zhì)關(guān)系式，會(huì)使用活度系數(shù)關(guān)系式。3.了解由狀態(tài)方程和混合規(guī)那么推導(dǎo)混合物中組分逸度系數(shù)關(guān)系式的過程，學(xué)會(huì)逸度和逸度 系數(shù)計(jì)算方法。學(xué)會(huì)利用網(wǎng)上資源查找和計(jì)算熱力學(xué)數(shù)據(jù)。第五章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ).統(tǒng)計(jì)力學(xué)研究的方法是微觀方法，對(duì)于微觀粒子的微觀性質(zhì)（平動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)，能級(jí)，簡并度），用 統(tǒng)計(jì)力學(xué)，求出其統(tǒng)計(jì)平均值，從而得到體系的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)（T,V,P,S,Cp）o .掌握定域子體系與離域子體系、微態(tài)數(shù)、簡并度、分子配分函數(shù)等基本概念。.分子配分函數(shù)一般只考慮平動(dòng)配分函數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù)和振動(dòng)配分函數(shù)，而不考慮電子配

4、分函數(shù)和核的配分函數(shù)，.玻耳茲曼分布的微觀狀態(tài)數(shù)與體系的總微觀狀態(tài)數(shù)的關(guān)系。六、樣卷填空題（每題1.5分，共計(jì)30分）.封閉體系中有兩個(gè)相尸在尚未到達(dá)平衡時(shí)，分兩個(gè)相都是體系；到達(dá)平衡時(shí)，那么環(huán)0 兩個(gè)相都等價(jià)于體系。.絕熱節(jié)流過程是過程，因有摩擦阻力損耗，其過程，節(jié)流后燧值一定。.采用基本國際標(biāo)準(zhǔn)單位的普適氣體常數(shù).純物質(zhì)所處的77b時(shí)，氣體（G）不可能。.常溫、常壓條件下，二元液相系統(tǒng)的溶劑組分的活度系數(shù)為Iny1二ax22 （a是常數(shù)），那么溶質(zhì) 組分的活度系數(shù)表達(dá)式是In y 2=.流體/M/-7是重要的數(shù)據(jù)，P、人7數(shù)據(jù)容易j.設(shè)有三個(gè)穿綠色、兩個(gè)穿灰色和一個(gè)穿藍(lán)色制服的軍人一起列隊(duì)

5、，試問有多少種隊(duì)型?，F(xiàn)設(shè)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(lán)色的有四種肩章，試 列出求隊(duì)型數(shù)目的公式一8從純物質(zhì)的尸圖上可以得到以下信息:等單相區(qū);等兩相平衡線（飽和曲線），三線的 交點(diǎn)為三相點(diǎn)（心。.假設(shè)一個(gè)粒子的能級(jí)與的有效狀態(tài)數(shù)與該粒子有效狀態(tài)數(shù)和之比等于2X10-16,那么體系中N個(gè)粒子 在能級(jí)與出現(xiàn)的概率為多少。.微觀上，virial系數(shù)反映了分子間的相互作用；宏觀上，純物質(zhì)的virial系數(shù)僅是溫度的函 數(shù)。混合物的virial系數(shù)不僅與有關(guān)，而且與有關(guān)。.汽液共存區(qū)內(nèi)的混合物稱為，其摩爾性質(zhì)M可以從相應(yīng)的飽和蒸汽性質(zhì)Mv與飽和液體性質(zhì)MS1 計(jì)算

6、得到：M= xMsv+（l-x）Msl,其中x是在中所占的分?jǐn)?shù)，稱為干度。12由混合物的逸度的表達(dá)式弓=G；g +Rrin知，的狀態(tài)為:系統(tǒng)溫度、61的純組分的理 想氣體狀態(tài)。因?yàn)?（T,P,巧）= G；g（T,R） + HTln仿/力應(yīng)）而=.在純物質(zhì)的圖上，泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線的交點(diǎn)為臨界點(diǎn)（幾兒匕）；臨界等溫線在臨界點(diǎn)的數(shù) 學(xué)特征：. Pitzer對(duì)應(yīng)態(tài)原理可以統(tǒng)一表示成Q=Q (0)+coQ，Q 是二Q是和。都是的函 數(shù)，可由圖表得到。.混合物汽、液兩相平衡時(shí)，汽、相的組分逸度，即；汽、液相的總體逸度，即j.任何氣體進(jìn)行絕熱可逆膨脹(等膨脹過程)，氣體溫度必定，總是得到效應(yīng)。.完整的逸度定義

7、:dG二RTdlnf,.偏離函數(shù)定義.超額焰的定義式.混合焰的定義式二.判斷題(正確打錯(cuò)誤打x,每題1分，共計(jì)15分)()1.但凡體系的溫度升高時(shí)，就一定吸熱，而溫度不變時(shí)，那么體系既不吸熱也不放熱。()2.當(dāng)n摩爾氣體對(duì)抗一定的壓力做絕熱膨脹時(shí)，其內(nèi)能總是減少的。()3純物質(zhì)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。O 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?jǐn)?shù)成正比。O 6均相混合物的總性質(zhì)與純組分性質(zhì)之間的關(guān)系總是有此=n.M()7.系統(tǒng)牖增加的過程必為不可逆過程。()8.絕熱過程

8、必是定婚過程。()9.封閉體系的Imol氣體進(jìn)行了某一過程，其體積總是變化著的，但是初態(tài)和終態(tài)的體積相等, T.初態(tài)和終態(tài)的溫度分別為4和我,那么該過程的= jCpdT；同樣，對(duì)于初、終態(tài)壓力相等的過t2程有 AH = j CvdT。()10.等溫、等壓下的二元液體混合物的活度系數(shù)之間的關(guān)系為四亞+巧弓皿兀二。()11.在0.1013MPa,10(TC時(shí)，一定量的水等溫等壓蒸發(fā)為水蒸氣，且蒸汽為理想氣體，由于溫 度不變，所以AU = AH = 0。()12.體系從一種狀態(tài)變化到基態(tài)(環(huán)境狀態(tài))，那么該過程所作理想功就是有效能。O 13.能滿足熱力學(xué)一致性的汽液平衡數(shù)據(jù)就是高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。()14

9、卡諾(Carnot)循環(huán)(可逆)的效率最高，所以卡諾熱機(jī)的效率n =W/Q=1。()15偏心因子4gs(簡單流體)_愴匕5(該流體)憶7 =_1一愴匕5 _中p：指的是實(shí) rTr =0.7際流體的飽和蒸汽壓。三、選擇題(每題1分，共計(jì)10分)（）1.理想氣體流過節(jié)流閥，其參數(shù)變化為。A Z1T = 0, /S= 0 B Z1T = 0, /S 0C/T W 0, /S 0 D Z1T = 0, Z1S 298 K時(shí)SO2分子內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)熱力學(xué)函數(shù)的貢獻(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為=L386義 1046kg m2, 4 =8.143X10kg m2, 1=9.529義 1 0 -46kg - m2, SO2為線性分子。t