化工热力学复习资料

例题1换热器是化工生产中应用最广的传热设备，若有50kg的空气以5m﹒s-1的速率流过一高度为3m、垂直安装的换热器，空气在换热器中从30℃被加热到150℃，试求空气从换热器中吸收的热量。空气可看成理想气体并忽略进、出换热器的压力降，空气的平均等压热容Cpid=1.005KJ﹒Kg-1﹒K-1=0.623℅例题某厂每天至少需要1.0MPa的压缩空气100m3用于生产。要将室温（20℃）的空气从常压的0.1MPa压缩至1.0MPa，要求技术人员通过计算，选择、确定所需压缩机的技术参数。如果技术人员是你，如何处理？（假定进出口平均压缩因子为1.05)第四章习题总复习（1）系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质相同。一、

是非题（2）对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合L-R规则。（3）二元混合物，当x1→0时，（对）（错）（对）（4）符合Henry规则或L-R规则的溶液一定是理想溶液。（5）等温、等压下的二元混合物的G-D方程也可以表示为：（错）或理想稀溶液（对）(6)在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。（对。即)(7)理想溶液中所有组分的活度系数为零。（错。理想溶液的活度系数为1）(8)对于理想溶液所有的超额性质均为零。（对。因)(9)对于理想溶液的某一容量性质M，则（错，对于V，H，U，CP，CV

有对于S，G，A则(10)在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。（对）(11)理想气体混合物就是一种理想溶液。(12)理想气体有f=p,而理想溶液有（对）（对）二、

计算题1.二元混合物的焓的表达式为2酒窖中装有10m3的96%（质量）的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需要加水多少？能得到多少体积的65%的酒精？设大气温度保持恒定，并已知下列数据：6517.1156.589614.6158.01W酒精/%V水/cm3.mol-1V乙醇/cm3.mol-1解答：设加入Wg水，最终体积Vcm3;原来有nw和nEmol的水和乙醇，则3．设有一含20%（摩尔分数）A，35%B和45%C的三元气体混合物。已知在体系压力6079.5kPa及348.2K下混合物中组分A，B和C的逸度系数分别为0.7，0.6和0.9，试计算该混合物的逸度。故解：由混合物逸度系数与组分分逸度系数的关系知4.常压下的三元气体混合物的求等摩尔混合物的解答：解：在保持T、p不变的情况下，由Gibbs-Duhem方程，有作业:有人提出一定温度下二元液体混合物的偏摩尔性质的模型是以下两种,其中V1,V2是纯组分的摩尔体积,a,b为常数,请问这两种模型是否合理?解题思路:用G-D方程进行验证.看是否满足G-D方程.总结:相同点：Lewis-Randall规则和Henry规则都表示理想溶液的组分逸度与摩尔分数成正比。

不同点：Lewis-Randall规则的比例系数为系统状态下纯组分的逸度(fi)

，仅与系统的T，P有关；Henry规则的比例系数为Henry

常数，决定于混合物的T，P和组成。对于二元系统，Henry

常数只与T，P有关。2.计算溶液组分逸度的参考态：理想溶液和理想稀溶液；

超临界组分的参考态：理想稀溶液。真实溶液xi→1组分逸度:Lewis-Randall规则；

xi→0组分逸度:Henry规则。理想溶液：Lewis-Randall规则和Henry规则等价，适用于全浓度范围。解（1）二元溶液，均以Lewis-Randall规则为标准态时已知当x1=1时当x1=0时（2）组元1以Henry定律为标准态，组元2以Lewis-Randall规则为标准态时：第四章习题总复习（1）系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质相同。一、

是非题（2）对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分1符合L-R规则。（对）（错）（3）符合Henry规则或L-R规则的溶液一定是理想溶液。（4）等温、等压下的二元混合物的G-D方程也可以表示为：（错）或理想稀溶液（对）(5)在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。（对。即)(6)理想溶液中所有组分的活度系数为零。（错。理想溶液的活度系数为1）(7)对于理想溶液所有的超额性质均为零。（对。因)(8)对于理想溶液的某一容量性质M，则（错，对于V，H，U，CP，CV

有对于S，G，A则(9)在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。（对）(10)理想气体混合物就是一种理想溶液。(11)理想气体有f=p,而理想溶液有（对）（对）二、

计算题1.二元混合物的焓的表达式为2酒窖中装有10m3的96%（质量）的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需要加水多少？能得到多少体积的65%的酒精？设大气温度保持恒定，并已知下列数据：6517.1156.589614.6158.01W酒精/%V水/cm3.mol-1V乙醇/cm3.mol-1解答：设加入Wg水，最终体积Vcm3;原来有nw和nEmol的水和乙醇，则3．设有一含20%（摩尔分数）A，35%B和45%C的三元气体混合物。已知在体系压力6079.5kPa及348.2K下混合物中组分A，B和C的逸度系数分别为0.7，0.6和0.9，试计算该混合物的逸度。故解：由混合物逸度系数与组分分逸度系数的关系知4.常压下的三元气体混合物的求等摩尔混合物的解答：例题：计算60℃下，含乙酸乙酯（1）35﹪（摩尔分数，下同）、丙酮（2）20﹪、乙醇（3）45﹪的三元溶液的泡点压力以及相平衡的汽相组成yi(i=1,2,3)。已知50℃下各组元的饱和蒸汽压为p1s=55.62kpa，p2s=115.40kpa,p3s=46.91kpa.假定气相为理想气体，已知液相为理想混合物。例：丙烷(1)—异丁烷(2)体系中含有丙烷0.3、异丁烷0.7（均为摩尔分率），在总压3445.05kPa下，被冷却至115℃，求混合物的冷凝率及汽液相组成.解：本题是典型的闪蒸的计算，属于第一种闪蒸计算类型。假设冷凝率为l=80%，T=388.15K，p=3445.05kPa

下，丙烷和异丁烷的Ki

值分别为：K1

=1.45，K2

=0.84代入式（6-43），可计算得到：x1

=

0.2752,x2=0.7231,∑xi=0.9983<1需要重新调整冷凝率l=68%，得到：x1

=

0.2622,x2=0.7377,∑xi=0.9999≈1对应气相组成y1

=

0.3802,y2=0.6198积分检验法或面积检验法，只适用于全浓度范围。不能逐点检验。

不符合积分检验法的数据一定不可靠，符合积分检验法的数据不一定不可靠。点检验法或微分检验法，即可用于全浓度范围，也可用于局部浓度范围.可剔除不可靠的点,但需要做切线,可靠性差.本章补充习题1、判断题：（1）Virial方程Z=1+BP/(RT)结合一定的混合法则后，也能作为EOS法计算汽液平衡的模型。f=2-2+1（√）该方程不能用于汽液平衡。（×）（2）二元共沸物的自由度为1。（3）活度系数与