1、第5章 化工过程的能量分析一、是否题1系统熵增加的过程必为不可逆过程 。
错2绝热过程必是定熵过程 。
错3. 热温熵即过程的熵变 。
错 。
过程熵变的定义为 ， 即可逆过程的热温商才是熵变 。
4对一个绝热不可逆过程 ， 是否可以设计一个绝热可逆过程来计算其熵变化？否 。
绝热不可逆过程是自发过程 ， 而绝热可逆过程是平衡过程 ， 两者不能替代 。
但是对一个不可逆过程的熵变 ， 可以设计一系列可逆过程来计算有相同初、终态的过程熵变 。
5. 不可逆过程一定是自发的 ， 自发过程一定是不可逆的 。
否 。
自发过程一定是不可逆的 ， 但不可逆过程不一定是自发的 。
例如：理想气体的等外压压缩就不是自发过程 ， 但是不可逆过程 。
6. 功可以全部转变成热 ， 但热一定 。

2、不能全部转化为功 。
否 。
功可以自发地全部变为热 ， 热也可以全部转化为功 ， 但一定会引起其他变化 。
例如 ， 理想气体等温膨胀是T=0；U=0 ， Q=W ， 热全部转化为功 ， 但系统的体积变大了 ， 压力变小了 。
7. 无论流体的温度高于或低于环境温度 ， 其有效能均为正对 。
根据热力学原理 ， 一切不平衡状态均走向平衡 ， 可以作功 。
因此所有偏离环境温度的状态应具有正的有效能 。
二、选择题1理想气体流过节流阀 ， 其参数变化为。
A T 0, S 0 B T 0, S 0 C T 0, S 0 D T 0, S 0 (B) 。
系统工质经历一个可逆定温过程 ， 由于温度没有变化 ， 故该系统不能与外界交换能量 。
2（1）孤立体系的熵永远增加 。
（2）在绝 。

3、热的条件下 ， 趋向平衡的过程中 ， 体系的熵增加 。
（3）孤立体系的熵永不减少 。
（4）可用体系的熵函数的增加或不变来判断过程是否可逆 。
上述表述中全部错误的是A (1) (4) B (2) (4) C (2) (3) D (1) (2)A 。
(1) 孤立体系的自发过程向着熵值增大的方向进行 ， 直到体系的熵具有极大值（dS = 0）时达到平衡态 。
(4) 熵增原理必须在孤立体系或绝热体系中应用 。
3在HgZ0.5u2=Q+Ws中 ， 如果u的单位用m/s,则H的单位为:A J/s B kJ/kg C J/kg D kJ/g( C ) 三、计算题1. 试确定1kmol的蒸气（1470kPa ， 过热到538 ， 环境温度t 。

4、0=16）在流动过程中可能得到的最大功 。
解：这是求算1kmol的蒸气由始态（538 ， 1470kPa）变化到终态（16 ， 101.32kPa）的液体水时所得到的最大功 。
由过热水蒸气表查得初始态时的焓与熵分别为H1=3543.34kJ/kg ，S1=7.6584kJ/（kgK）由饱和水蒸气表可查得终态时水的焓与熵分别为H2=67.18kJ/kg ，S2=0.2389kJ/（kgK）所以过程的焓变和熵变分别为H =M（H2H1）=18.02（67.183543.34）=62640.33（kJ/kmol）S=M（S2S1）=18.02（0.23897.6584）=133.6994（kJ/（kkmolK） 。

5、若理想功为所能提供的最大有用功 ， 则Wid=HT0S=62640.33（16273.15）（133.6994）=2.398104（kJ/kmol）2. 1kg的水在100kPa的恒压下从20加热到沸点 ， 并且在此温度下完全蒸发 ， 如果环境温度为20 ， 试问加给水的热量中最大有多少可转变成功量 。
解：100kPa压力下水的沸点约为100 ， 有水蒸气表查得H1=2676.1kJ/kg ，S1=7.3549kJ/（kgK）在环境温度（T0=t0273.15=293.15K）下 ， 100kPa压力下水的焓和熵为H0=83.96kJ/kg ，S0=0.2966 kJ/（kgK）所以加给水的热量为Qp=H=H1H0=2 。

6、676.183.96=2592.1（kJ/kg）100kPa压力下水蒸气转化为20的水所能产生的最大功为Wid=HT0S =2592. 1293.15（0.29667.3549）=523.0（kJ/kg）加给水的热量中最大可能转变成功量部分所占的百分数为3.确定冷却45kmol/min的空气 ， 从初始温度305K降低到278K所需的最小功率Nmin ， 环境温度305K 。
已知空气的比热容为29.3kJ/（kmolK） 。
解：在冷却过程中 ， 空气的焓变和熵变分别为过程所需的最小功为Wid=H T0S=791.1305（2.7158）=37.2（kJ/kmol）所以这一冷却过程所需的最小功率为Nid=nWi 。

7、d=4537.2=1674.0（kJ/min）=27.9kW4. 在一个往复式压气机的实验中 ， 环境空气从100kPa及5压缩到1000kPa ， 压缩机的气缸用水冷却 。
在此特殊实验中 ， 水通过冷却夹套 ， 其流率为100kg/kmol（空气） 。
冷却水入口温度为5 ， 出口温度为16 ， 空气离开压缩机时的温度为145 。
假设所有对环境的传热均可忽略 。
试计算实际供给压气机的功和该过程的理想功的比值 。
假设空气为理想气体 ， 其摩尔定压热容CP=29.3kJ/（kmolK） 。
解：以被压缩的空气为系统 ， 以1kmol空气作为基准 。
假设空气为理想气体 ， 在此过程中空气放出的热量为Q=WWCP ， W（touttin）式中WW为冷却水的 。

来源：(未知)

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标题：化工|化工过程的能量分析