内容发布更新时间 : 2024/9/29 6:22:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《化工热力学》课程综合复习资料

一、乙腈(1)和乙醛(2)在87.0kPa，80℃时混合形成等分子蒸汽混合物，已知B11= - 2.619m3/kmol，B22=- 0.633m3/kmol，δ

3

12= - 4.060m/kmol。请计算混合物中组分

?和f?。 1和2的逸度f12解：由附录2查得，乙腈(1)和乙醛(2)的Tc， pc，按Kay氏混合规则计算混合物的临界参数，即可得出Trp， prp的值, 查图2-14可知数据点位于曲线之上，故可采用普遍化第二维里系数法计算。(也可以不判断使用范围)

??p(B?y2?)=-0.1077 ln?111212RT??p(B?y2?)=-0.0488 ln?222112RT??0.897 9??0.952 3∴ ? ? 12混合物中组分逸度为：

??y??f111p?39.06kPa ??y??fkPa 222p?41.43

二、甲醇(1)和甲乙酮(2)在337.3K和1.013×105Pa下形成恒沸物，其恒沸组成x1为0.842，并已知在337.3K时甲醇和甲乙酮的饱和蒸气压分别为p1?9.826?10Pa，p2?6.078?10Pa。如气相可视为理想气体，液相服从Van Laar方程。试计算

(1) Van Laar 方程的方程参数。(2)由纯组分混合形成1 mol该溶液的ΔG值。 解：(1) 由于汽相可视为理想气体，而液相为非理想溶液 ∴

s4s4yip?xi?ipis 对恒沸点 ?i?p/pis

?1??2?p101.3??1.031 sp198.26p101.3??1.667 sp260.78

计算Van Laar方程的参数

1

?x2ln?2???ln?1?A12?1?xln????0.524

11??2?x1ln?1???ln?2?A211??xln????0.888

22??(2) 由纯组分混合形成1 mol该溶液的ΔG值：

2?G??xi(Gi?Gi)?RT?xiln(?ixi)?RT?x1ln(?1x1)?x2ln(?2x2)?

= -925.1 J/mol

三、在某T, p下，测得某二元体系的活度系数值可用下列方程表示：ln?1?x2(2?0.5x2) ，

ln?2?x1(2?0.5x1) ，?i为基于Lewis－Randall规则标准状态下的活度系数。试问，这两个方

程式是否符合热力学一致性？

解：利用Gibbs-Duhem方程进行检验，若表达式符合热力学一致性，则应满足 ∑xi dlnγi =0 对二元系，有 x1由题知

x1dln?1?x2dln?2?0

dln?1dln?2?x2?0 dx1dx1dln?1dln?1????2?x2 dx1dx2dln?2?2?x1 dx1x1dln?1dln?2?x2?x1(?2?x2)?x2(2?x1)?2(x2?x1) dx1dx1上式只有在x1=x2时才等于0，所以这两个方程不符合热力学一致性。

四、苯(1)-环己烷(2)恒沸混合物的组成x1=0.525，其在常压下(101.325 kPa)的沸点为77.4℃，如果气相可视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。并已知纯组分在77.4℃下的饱和蒸汽

2

ss压分别为：p1=93.2 kPa， p2=91.6 kPa。试求：

(1) Van Laar 方程的方程参数。(2) 在77.4℃下与x1=0.3成平衡的汽相组成y1。 解：(1) 由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液

syp?x?piii ∴ 汽液相平衡关系为：i 对恒沸点有

yi?xi ∴?i?p/pis

?1??2?p101.325??1.087 sp193.2p101.325??1.106 sp291.6计算Van Laar方程的方程常数

?x2ln?2???ln?1??A121????0.365 xln?11???x1ln?1???ln?2??A211??0.370 ??x2ln?2??(2) x1=0.3时，两组分的活度系数为

22ln?1??A12??x1?A12??1???x2?A21???A21??x2?A21??1????Ax121??22?0.365?0.365?0.3??1??0.370?0.7??0.370?0.370?0.7??1???0.365?0.3?22?0.1803

ln?2???0.03267

∴ ?1?1.198 ∵ ∴

?1?1.033s2y1p?x?1s1p 1 y2p?x?2p 2p?x1?1ps1?x?2p2s=99.73 kPa

x1?1p1s0.3?1.198?93.2∴ 汽相组成为：y1???0.336

p99.73

3