注册化工工程师执业考试2018真题 7-8

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题目7

液硫在燃硫炉内经与过量空气燃烧生产二氧化硫(SO2)
反应式为: S+O2→SO2, 反应热为△H= -9134kJ/kgS
进入燃硫炉的液硫为140℃、空气温度为25℃。质量平衡见下图:

进出炉子温度范围内气体的平均比热容如下

SO2(气): 0.647 kJ/kg·℃

N2: 1.025 kJ/kg·℃

O2: 0.916 kJ/kg·℃
所用空气为干燥空气,其水含量气可以忽略不计,则燃硫炉出口温度T(℃) 为下列哪个数值?

(A)1113 (B)1003 (C)735 (D)524

解答

本体考察质量守恒和能量守恒
根据反应式,硫完全反应生成SO2,氧化放出热量,此热量可以供生产的SO2以及残余的O2以及惰性的N2加热到T°C。其中S和O2反应,由于两者温度不一样,生成的SO2温度在没有被反应热加热前,其温度应当位于140°C和25°C之间,由于S和O2质量基本一致,故此取算术平均值。
9134 * 1 =(0.647 * 2*(T- 140/2- 25/2)+1.025 * 1 *(T-25)+ 0.916 * 7 *(T- 25)))
求得T = 1079.5 ,选A

题目9

甲烷由98.06kPa、300K ( H_{1} =953.74kJ/kg, S_{1}=7.0715kJ/kg \cdot K)压缩后冷却到6.67kPa、300K (H_{2}=886.76kJ/kg , S_2=4.7198 kJ/kg \cdot K) 若压缩过程耗功1021.6kJ/kg,则压缩冷却过程的损失功(kJ/kg)为下列哪个数值?
A 236.44 B 186.16 C 383.09 D 525.06

解答

此题考察做功-热-焓-熵关系。
假设为理想可逆过程,则系统与环境的可逆热量为
Q_{rev} = T_0 \Delta S
而热力学第一定律(忽略动能和势能)的情况下:
\Delta H = Q + W
则,理想功W_{id} = \Delta H -Q = \Delta H - T_0 \Delta S
而损失功为实际做功与理想做功之间的差值
W_L = W_{shaft} - W_{id} = 1021.6- [(886.76-953.74) – 300*(4.7198 – 7.0715)]
= 1021.6 -638.53
= 383.07
选C

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