内容发布更新时间 : 2024/12/26 4:29:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
1. 欲找到活度系数与组成的关系,已有下列二元体系的活度系数表达式,?,?为常数,
请决定每一组的可接受性 。(D) A ?1??x1;?2??x2 C ln?1??x2;ln?2??x1
B ?1?1??x2;?2?1??x1
22D ln?1??x2 ;ln?2??x12. 二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3,在一定的T,P下,??1?0.9381,??2?0.8812,则此
时混合物的逸度系数为 。(C) A 0.9097 三、填空题
1. 说出下列汽液平衡关系适用的条件
?v?f?l ______无限制条件__________; (1) fiiB 0.89827 C 0.8979 D 0.9092
(2)??ivyi???ilxi ______无限制条件____________;
(3)Pyi?Pis?ixi _________低压条件下的非理想液相__________。
2. 丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa时,恒沸组成x1=y1=0.796,恒沸温度为327.6K,
已知此温度下的P1s?95.39,P2s?65.06kPa则 van Laar 方程常数是
A12=______0.587_____,A21=____0.717____
(已知van Laar 方程为
AAxxGE?122112) RTA12x1?A21x23. 组成为x1=0.2,x2=0.8,温度为300K的二元液体的泡点组成y1的为(已知液相的
GtE?75n1n2/(n1?n2),P1s?1866,P2s?3733Pa) ___0.334____________。
4. 若用EOS+?法来处理300K时的甲烷(1)-正戊烷(2)体系的汽液平衡时,主要困
难是P1s?25.4MPa饱和蒸气压太高,不易简化;( EOS+γ法对于高压体系需矫正)。
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5. EOS法则计算混合物的汽液平衡时,需要输入的主要物性数据是TCi,PCi,?Ci,kij,通常
如何得到相互作用参数的值?_从混合物的实验数据拟合得到。
6. 由Wilson方程计算常数减压下的汽液平衡时,需要输入的数据是Antoine常数Ai,Bi,Ci;
Rackett方程常数α,β;能量参数(?ij??ii)(i,j?1,2,?N),Wilson方程的能量参数是如何得到的?能从混合物的有关数据(如相平衡)得到。 四、计算题
1. 试用PR方程计算水的饱和热力学性质,并与附录C-1的有关数据比较(用软件计算)。
ssvslsvslvapvap(a) 在T?150℃时的P,V,V,ln?,ln?,?H,?S;
(b) 在P?1.554MPa时的(Tb是沸点温度)。 解:(a)
PS?0.4659218MPa,Vsv?7332.118cm3?mol?1,Vsl?23.71137cm3?mol?1ln?sv??0.0286171,ln?sl??0.0286104,?Hvap?11.20489RT,?Svap?11.2049R(b)
Tb?473.2003K,Vsv?2346.602cm3?mol?1,Vsl?25.41183cm3?mol?1ln?sv??0.0709683,ln?sl??0.0709697,?Hvap?9.192888RT,?Svap?9.192887R
2. 一个由丙烷(1)-异丁烷(2)-正丁烷(3)的混合气体,y1?0.7,y2?0.2,y3?0.1,
若要求在一个30℃的冷凝器中完全冷凝后以液相流出,问冷凝器的最小操作压力为多少?(用软件计算)
解:计算结果为最小操作压力0.8465MPa
3. 在常压和25℃时,测得x1?0.059的异丙醇(1)-苯(2)溶液的汽相分压(异丙醇的)是
1720Pa。已知25℃时异丙醇和苯的饱和蒸汽压分别是5866和13252Pa。(a)求液相异丙醇的活度系数(对称归一化);(b)求该溶液的GE。
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解:由Py1?P1sx1?1得?1?Py2P2sx2Py1101325y11720???5 sP1x10.059?58660.059?5866
同样有:?2??101325?1720?8
?1?0.059??13252
GE?x1ln?1?x2ln?2?0.059?ln5?0.941?ln8?2 RT?GE?2?8.314?298.15?4957.6J?mol?1
4. 苯(1)-甲苯(2)可以作为理想体系。(a)求90℃时,与x1=0.3 的液相成平衡的汽相组成和
泡点压力;(b) 90℃和101.325kPa时的平衡汽、液相组成多少? (c)对于x1=0.55和
y1=0.75的平衡体系的温度和压力各是多少? (d)y1=0.3的混合物气体在101.325KPa下
被冷却到100℃时,混合物的冷凝率多少? 解:查出Antoine方程常数
物质 苯(1) 甲苯(2) A 6.9419 7.0580 B 2769.42 3076.65 C -53.26 -54.65 T?90?273.15?363.15(K),由Antoine方程得
(a)
lnP1s?6.9419?2769.42??1.995,P1s?136kPa
363.15?53.26同样得P2s?54.2kPa 由理想体系的汽液平衡关系得
P?P1sx1?P2sx2?136?0.3?54.2?0.7?78.74kPay1?PxP?136?0.378.74?0.52s11
(b) 由
P?P1sx1?P2sx2?101.325?136x1?54.2?1?x1??x1?0.576 y1?P1sx1P?136?0.576101.325?0.773
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s(c)由Py1?P1x1,Py2?P2sx2得
?y1x2?P1sy1x2ss ????lnP?lnP?ln12s??y2x1P2?y2x1?即
6.9419?2769.423076.65?0.75?0.45??7.0580??ln???T?369.64K
T?53.26T?54.65?0.25?0.55?所以
P1s?163.4,P2s?66.6kPa P?P1sx1?P2sx2?119.84kPa
(d)T?100?273.15?373.15(K),由Antoine方程得
P1s?180.,P2s?74.1kPa
101.325?180x1?74.1?1?x1??x1?0.257y1?180?0.257101.325?0.456,x2?0.743
,y2?0.544
设最初混合物汽相有10mol,即苯3mol,甲苯7mol。冷凝后汽、液相分别为(10-a)和
amol,则:3?a0.257?(10?a)0.456?a?冷凝率:
10?0.456?3?7.839mol
0.456?0.257a7.839??78.39% 10105. 用Wilson方程,计算甲醇(1)-水(2)体系的露点(假设气相是理想气体,可用软
件计算)。(a)P=101325Pa,y1=0.582(实验值T=81.48℃,x1=0.2);(b)T=67.83℃,
y1=0.914(实验值P=101325Pa,x1=0.8)。已知Wilson 参数?12??11?1085.13Jmol-1
和?21??22?1631.04 Jmol-1
解:(a)已知P=101325Pa,y1=0.582,属于等压露点计算,由于压力较低,气相可以作理想气体。T,y1,y2可以从
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y1?P1sx1?1Py2?P2sx2?2PP?P1sx1?1?P2sx2?2
活度系数用Wilson方程计算,
??12?21?ln?1??ln?x1??12x2??x2???
x??xx??x1222211??1??21?12?ln?2??ln?x2??21x1??x1???
x??xx??x2111122??2其中
????12??11??exp??RTV1l??V2lV1lV2l????21??22??exp??RT???12??21?
纯组分的液体摩尔体积由Rackett方程;纯分的饱和蒸汽压由Antoine方程计算。查得有关物性常数,并列于下表
纯组分的物性常数
纯组分 (i) 甲醇(1) 水(2) Tci/K Rackett 方程参数 Pci/MPa Antoine 常数 ?i 0.2273 0.2251 ?i 0.0219 0.0321 Ai Bi Ci 512.58 647.30 8.097 22.119 9.4138 9.3876 3477.90 3826.36 -40.53 -45.47 用软件来计算。输入独立变量、Wilson能量参数和物性常数,即可得到结果:
T?356.9816K和x1?0.2853034
(b)已知T=67.83℃,y1=0.914,属于等温露点计算,同样由软件得到结果,
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