《化工热力学》课程综合复习资料.doc

化工热力学课程综合复习资料1、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：，为基于LewisRandall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？2、已知氯仿(1)和甲醇(2)组成的二元溶液，在50时，各组分的无限稀释活度系数分别为，饱和蒸汽压分别为：= 67.58kPa，= 17.63kPa。请问：(1) 假定该体系服从van Laar 方程，请计算50时与x1=0.3成平衡关系的汽相组成y1。(2) 在50时由纯组分混合形成1mol上述溶液的G值。3、在常压(101.325kPa)下，二元体系氯仿(1)-甲醇(2)恒沸混合物的组成x1=0.65，其沸点为 53.5，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 53.5下的饱和蒸汽压分别为：= 78.26kPa，= 64.53kPa。求：(1) van Laar 方程的常数；(2) 53.5时与x1=0.25成平衡关系的汽相组成y1。 4、某换热器内，冷、热两种流体进行换热，热流体的流率为100kmol.h-1，Cp =29 kJ.kmol-1.K-1，温度从500K降为350K，冷流体的流率也是100kmol.h-1，Cp =29 kJ.kmol-1.K-1，进入换热器的温度为300K，换热器表面的热损失为87000 kJ.h-1，求该换热器的有效能损失及有效能利用率。设T0=300K。5、 苯（1）和环己烷（2）在303 K，0.1013 MPa下形成x1 = 0.7的溶液。已知此条件下V1=89.96 cm3/mol，V2=109.4 cm3/mol，在该条件下两种物质的偏摩尔体积分别为=90.20 cm3/mol，=110.69 cm3/mol，求混合溶液体积V和超额体积VE分别是多少 cm3/mol？6、乙醇(1)苯(2)恒沸混合物的组成x1=0.448，其在常压(101.325kPa)下的沸点为 68.2，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 68.2下的饱和蒸汽压分别为：= 66.87kPa，= 68.93kPa。求：(1) van Laar 方程的常数；(2) 68.2时与x1=0.3成平衡关系的汽相组成y1。7、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下的饱和蒸汽压分别为：=93.2 kPa， =91.6 kPa。试求：(1) Van Laar 方程的方程参数。(2) 在77.4下与x1=0.7成平衡的汽相组成y1。化工热力学课程综合复习资料参考答案1、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 dlni =0 对二元系，有 由题知 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。 2、解：(1) 对Van Laar方程： x1=0.3时，两组分的活度系数为 =49.68 kPa 汽相组成为： (2) 在50由纯组分混合形成溶液(组成x1=0.3)的G值 =1073.6 J/mol 3、解：(1) 由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液 VLE时有： 对恒沸点有 计算Van Laar方程的方程常数：x1=0.65，x2=1x1=0.35 (2) x1=0.25时，两组分的活度系数为 =90.25 kPa 汽相组成为： 4、解：过程示意图：热流体冷流体T 1=500KT 2=350KT 3=300KT4Q=87000kJ.h-1首先作能量衡算，计算冷流体出口温度。以换热器为体系，即稳流体系。能平式为： H=Q即 热流体的有效能变化 冷流体的有效能变化: (1)换热器中不可逆传热的有效能损失为： (2) 换热器的有效能利用率 5、解： 混合后溶液的体积为： 代入已知条件得： 根据超额性质的定义： 代入已知条件及计算结果得：6、解：(1) 由于汽相可以视为理想气体，而液相为非理想溶液 VLE时有： 对恒沸点有 计算Van Laar方程的方程常数计算Van Laar方程的方程常数：x1=0.448，x2=0.552 (2) x1=0.3时，两组分的活度系数为 =100.56 kPa 汽相组成为：7、解：(1) 由于