研究生物理化学试题精选50道

研究生物理化学试题精选50道1.设地球大气的压力（高度的函数）和温度的关系服从理想气体绝热公式：求：（1）大气的高度为多少？（2）压力和温度随大气高度变化的规律。（3）大气理论顶端温度为多少？（设海平面上t=10℃,空气分子量M=28.8kg/mol,空气绝热指数K=1.4，定压比热Cp=3.5R）(15分，同济研究生试题，1997)2.一个抽气泵联于一个需降压的容器上，容器容积为2.4m3,抽气的容积流量为0.112m3/min,并保持不变，如容器内气温不变，试确定：（1）容器内气压自2.86bar降至1bar所需时间。（2）容器内气体与周围环境的换热量及其方向（气体为理想气体）（1996，北航研究生试题，18分）3.如题图所示，若压缩过程1—2为可逆绝热过程时，问该过程是吸热还是放热过程？它与不可逆绝热过程1—2有何区别？两者中哪个过程耗功量大，大多少？（1996，北航研究生试题，16分）4.某热机工作于高温热源T1及低温热源T2之间，循环为1-2-3-4-1，其中1-2为等温吸热，2-3为绝热膨胀，3-4为等温吸热，4-1为定容吸热。求：（1）画出循环的P-V及T-S图（2）写出循环热效率的计算式。（1996，北航研究生试题，17分）5.5kg水与温度To=295K的大气处于热平衡，若利用可逆热泵使水冷却到280K，求热泵需消耗的最小功量（水的比热4.1868kJ/kg·K）。(1996，北航研究生试题，16分)6.一股1atm,20℃质量为1kg的空气流与另一股9atm,20℃质量为1kg的空气流进行可逆绝热混合，问：（1）混合过程气流有无熵的变化？（2）求出混合后空气流的压力。（1996，北航研究生试题，24分）7.压力为4×105Pa，温度为25℃的空气不断通过阀门充入初始为真空态的储气罐，直到罐内压力达到4×105Pa时，关闭阀门。若过程为绝热，空气为理想气体，环境温度为20℃，Cp=1.0035kJ/kg·K。求：（1）过程终了时罐内气温。（2）进入储气罐每公斤空气的熵变是多少？(1996,北航研究生试题，24分)8.某理想气体在汽缸内可逆绝热膨胀，当容积增至原容积的一倍时，温度由40℃降至-40℃，膨胀过程中气体做功60kJ/kg。若比热为定值，试求Cp与Cv值。（1996，北航研究生试题，24分）9.家用压力锅上设有安全阀，确保锅内压力不超过99kPa。烧煮前锅内加入足量的水，锅内压力达到规定烧熟压力（表压力99kPa）后供热减小，仅维持饱和条件，补充蒸汽拽出安全阀之需，假设锅内刚好达预定压力时内含0.25㎏水及蒸汽混合物，锅的容积为0.004m3，若pb=101kPa求：（1）到达预定压力时液态水及蒸汽的质量。（2）若烧煮过程为20分钟，最终液体水的质量为初态时总质量的1/2，求最大允许传热率（假定烧煮过程中该传热率为常数，且无散热）注时,30010608.0mv/kg,v88592.03mkJ/kg,7.504hkJ/kg,9.2706hkJ/kg,5.504ukJ/kg,7.2529ukJ/kg,5301.1skJ/kg·K,kgkJs/1286.7·K（1994，上海交大研究生试题，16分）10．试推导湿空气中水蒸气质量成分gH20=d/（1+d），其中d为含湿量。（1994，上海交大研究生试题，4分）11．若湿空气的压力p=1atm，温度t=30℃，其相对湿度45%。试计算此湿空气中水蒸汽汽的质量成分gH2O已知：注：温度（℃）1020304050饱和压力（kPa）1.2282.3394.2467.37512.350（1994，上海交大研究生试题，4分）12．如图所示，一空气制冷装置，按理想循环进行工作，空气进入膨胀机时t3=27℃，p2=4bar，绝热膨胀至p4=1bar，然后经冷室吸热后温度为t1=-7℃，已知制冷量为12000kJ/h。试计算该制冷循环。（1996，北航研究生试题，24分）13．容器的容积为0.53m，其中原储有温度为35℃，压力为1.2×105Pa，相对湿度=0.85的湿空气。现向容器内再充入温度为35℃，压力为3×105Pa的干空气，直至容器内总压力达到3×105Pa为止。整个充气过程中始终维持容器内的湿空气为35℃不变。求：（1）充入干空气质量（2）过程中与外界交换的热量已知：35℃时：ps=0.056217×105Pa（1991，上海交大，10分）14．1.5㎏，150℃，1×105Pa的水蒸气在一可逆过程中进行等温压缩，直到最终成为饱和液体。试求过程中与外界交换的功量与热量。t=150℃,ps=4.7597×105Pa：v=0.00109083mkJ/kg，h=632.2kJ/kg，s=1.8416kJ/kg·K；t=150℃，p=1×105Pa的过热蒸气有：v=1.9373mkJ/kg，h=2776.4kJ/kg，s=7.6143kJ/kg·K（1991，上海交大，7分）15．某风动工具用压力p=33×105Pa的常温压缩空气驱动。今将压力p1=0.981×105Pa，温度t1=20℃的空气进入压气机气缸内，按多变过程压缩至原有容积的1/15，再经定压冷却至20℃后供驱动风动工具之用。试求：（1）压气机内多变压缩过程中的多变指数（2）风动工具每消耗1压缩空气，压气机所付出的功（3）讨论降低压气机耗功的途径。（1991，上海交大，15分）16．某理想气体经历过程a—b如图所示（1）试判断比容av及bv哪个大？为什么？（2）把过程中气体与外界交换的热量及功量表示在T-S图上。（1991，上海交大，10分）17．图示循环为迈耶循环（1）写出迈耶循环各过程中系统与外界交换的功量与热量（2）利用此循环证明理想气体的迈耶关系式。（1991，上海交大，8分）18．是非题（1）实际气体的压缩因子永远大于1。()（2）实际气体的绝热节流前后也可能出现温度不变的情况。()（3）渐缩喷管在任何压力条件下，缩小其出口面积都不影响出口处的状态参数。()（4）只有当比热为定值时，理想气体的定压比热和定容比热之间才存在下列关系：pc－vc=R()（5）空气压缩式制冷循环装置里不能用节流阀代替膨胀机。()（6）刚性容器内湿空气温度保持不变时，若充入少量干空气，则容器内湿空气的含湿量d和相对湿度均减小。()（1996，上海交大，每题1分）19．某储气筒内装有压缩空气，试问储气筒内压力最低为多少时，才能使在放气阀打开时，阀门附近出现结水现象。设当时当地大气压op=0.098MPa大气温度ot=25℃。（1994，同济，10分）20．某刚性容器内储有700㎏的空气，其初始压力1p=0.103MPa，1t=5℃，为了使其温度升高到27℃，设空气为理想气体，比热为定值，试求：（1）需加入多少热量？（2）若这些热量由2T=400K的热源传给容器，则容器内空气与热源熵增为多少？（3）若状态变化只是从一个功源吸收能量实现，则空气与功源的熵增又为多少？(1994，同济，12分)21某一北方城市，将0.15MPa，干度为0.8的蒸汽与取自外界-20℃，=0.9的空气混合调配成25℃相对湿度为50%的空气送入客房。试求每kg空气所需加入之蒸汽量。设当地大气压力为98.1kpa已知：t=-20℃，ps=0.103kpa；t=25℃,ps=3.167kpa;p=0.15Mpa,h’=467.17kj/kg,h’’=2693.35kj/kg。（1995，同济，12分）22．选择正确答案，将题号和字母写在答题纸上（20分）（1）根据第六届国际水蒸气会议规定：（A）三相点水的内能和熵为零（B）三相点液态水的内能和熵为零（C）三相点水的内能和焓为零（D）三相点液态水的内能和焓为零（2）绝热过程方程式kpv=const适用于（A）理想气体绝热过程（B）理想气体可逆绝热过程（C）理想气体定比热可逆绝热过程（D）任意工质可逆绝热过程（3）工质经历可逆绝热过程后，其熵变21S：（A）大于零（B）等于零（C）小于零（D）不确定（4）经不等温传热后：（A）热量的可用能和废热均减小（B）热量的可用能减小，废热增大（C）热量的可用能不变，废热增大（D）热量的可用能不变，废热减小（5）工质绝热节流后（A）焓不变，压力下降，温度下降，熵增大（B）焓不变，压力下降，温度不变，熵不变（C）焓不变，压力下降，温度不变，熵增大（D）焓不变，压力不变，温度不变，熵增大（6）湿饱和蒸汽定容加热，其干度x的变化为：（A）2x1x(B)2x1x(C)2x=1x(D)2x1x或2x1x（7）理想气体在多变过程中放热且温度升高，多变指数n为：（A）0n1(B)1nK(C)nK(D)n(8)气体在渐缩喷管中按等熵流动，背压bpcp，出口速度2c与出口截面上当地音速2a之间有：(A)2c2a(B)2c=2a(C)2c2a(D)不确定（9）相对湿度1的湿空气，按定相对湿度过程吸热，湿空气的总压力p保持不变时，其含湿量d变化为：(A)2d1d(B)2d1d(C)2d=1d(D)2d1d或2d1d（10）过冷水经定压加热汽化过程，变成过热蒸汽，过程中的热量为：(A)T21S(B)21h(C)21U(D)21TCpw23．一绝热活塞气缸装置，用一个绝热阀门与稳定流动的恒压6bar，恒温100℃的空气管道相接，开始气缸的容积为0.013m，缸内空气温度为40℃，压力为1bar，并与大气的压力op=1bar相等，然后打开绝热阀门向气缸充气，如果缸内压力保持不变，问当气缸容积达到0.023m时的平衡温度为多少？又有多少空气通过阀门流入了气缸？（空气视为理想气体，pc=1.01kJ/kg·K）（1998，中国科学技术大学，15分）24．一装有阀门的刚性容器内盛有某理想气体，其压力1p（稍高于大气压力op），温度等于大气温度oT，然后打开阀门绝热放气，当容器内气体压力降至大气压力op时，关上阀门，经一段时间后，容器内气体与大气恢复到热平衡，此时气体压力为2p，如测得op，1p，2p等参数，如何确定此理想气体的比热比K？写出每一个热力过程计算步骤，得出K的结果表达式。（1998，中国科学技术大学，15分）25．有限质量三个材质完全相同的物体，它们的比热容为常数，它们的温度分别为300K，300K，100K如无外来的功和热，试由你在三个物体之间组成热机和制冷机运行。试问：直到热机停止运行时，其中一个物体所能达到的最高温度是多少？并画出热机和制冷机运行方向图。（1998，中国科学技术大学，15分）26．设热源温度HT=1300K，冷源温度等于环境温度oT=288K，热机的工质吸热平均温度为1T=600K，放热平均温度2T=300K。已知热机的热效率t是以工质吸放热的平均温度作为卡诺循环效率c的80%，若热机从热源吸热100kJ求：（1）吸放热量的可用能；（2）实际热机所做出的功；（3）热机和热源、冷源整个装置的熵的变化量；（4）整个装置的做功能力损失。（1999，中国科学技术大学，15分）27．自蒸汽总管的湿饱和蒸汽取样，流入分离—节流量热计，以确定其干度。已知总管中湿蒸汽的绝对压力1p=5bar，节流后蒸汽的压力和温度为1bar，120℃，经分离器分离出大部分液相水，测得分离出水的质量流率为水m=0.5kg/h，冷凝器将水蒸汽全部冷凝为饱和水，收集到水的质量流率为4m=9kg/h，假设忽略不计分离器进出口压降，不计节流前流动能差，分离和节流是绝热的。试求：（1）将过程1234画在水蒸汽的图上（2）试确定蒸汽总管中湿蒸汽的干度附：p(bar)st(℃)hhvv199.63417.512675.40.00104341.6945151.84640.122747.50.00109280.3747过热水蒸汽的物理性质：p=1bar,t=120℃时v=1.7933m/kg;s=7.4670kJ/kg·K;h=2716.5kJ/kg（1996，上海交大，15