化工熱力學(xué)作業(yè)解剖

將3式代入①式右邊得：將3式代入①式右邊得：即故H=xH,+(1-x)H,=0.9175×2801.4+(1-0.9175)×1087(2)423.15K,0.14MPa,過(guò)熱蒸汽焓熵由線性內(nèi)插求出：(3)∵等T可逆過(guò)程，體系放出熱量為2099.03KL?=h?-Pv?=2745.4-0.476×10?×0.3924×1w=2099.03+8×(-34.3024)=1824w=2099.03+8×(-34.3024)=1824體系獲得功量為1824.061kJ狀態(tài)1過(guò)熱度為150℃.即t=250.33+150=400.33℃對(duì)應(yīng)此狀態(tài)點(diǎn)的焓、熵分別為h、S?查過(guò)熱水蒸汽表知：400.33℃下內(nèi)插求出4MPa,400.33℃下對(duì)應(yīng)的h和s分別為：TT①作圖∴4-14在一定T、p下，二元混合物的焓為H=αbxcxb=20000,c=-20000單位均為J·mol1,求解：(1)解：(1)J.mol-(2)按截距法公式計(jì)算組分1與組分2的偏摩爾焓，先求導(dǎo)：將代入到偏摩爾焓計(jì)算公式中，得=ax+b(1-x)+cx?(1-x)+a-b+ccxcx=ax?+b(1-x)+cx?(1-cx4-15在25℃,1atm以下，含組分1與組分2的二元溶液的焓可以由下式表示：;())達(dá)式，并說(shuō)明a、b的物理意義(m,為溶質(zhì)的摩爾數(shù)/1000克溶劑);若已知a=m?V;表示純?nèi)軇┑捏w積(假/1000g溶劑)表示溶質(zhì)無(wú)限稀釋時(shí)瞞摩爾體積試計(jì)算等摩爾混合物的a=na=n?V?;表示純?nèi)軇┑捏w積b=1000V?表示溶質(zhì)的無(wú)限稀釋俯爾體積4-25液態(tài)氬(1)-甲烷(2)系統(tǒng)的超額Gibbs自由能函數(shù)表達(dá)式為其中系數(shù)A、B如下(1)112.0K的兩組分的活度系數(shù)，并描述解：(1)2三(2)混合熱取≈x?x?[0.00344-0.0106(3)超額熵=0.189J/kmolE-解：(1)同樣得同樣得純組分1的逸度系數(shù)為5-14氯仿(1)-乙醇(2)二元系統(tǒng)，55℃時(shí)其超額Gibbs自由能函數(shù)表達(dá)式為查得55℃時(shí)，氯仿和乙醇的飽和蒸汽壓分別為p2=37.31kPa,有共沸點(diǎn)，并確定共沸壓力和共沸組成；(2)假定汽相為非理想氣體，已知該系統(tǒng)在55℃時(shí)第二virial系數(shù),對(duì)函數(shù)等式兩邊同時(shí)乘以n,經(jīng)求導(dǎo)、整理可得(1)假定假定汽相為理想氣體，可采用汽液平衡關(guān)系式組分1的摩爾分?jǐn)?shù)為p=82.37×0.2×1.084+37.3×0.8×1.004=59.X?X%Y?Y0185.090.793解知x?=0.848(2)假定氣相為非理想氣體，汽液平衡的計(jì)算式為計(jì)算結(jié)果如下：X?XYY?Y0是令φ?'=1否是是是否第及其他參數(shù)設(shè)p值，計(jì)算?調(diào)正p值圖習(xí)題5-14泡點(diǎn)壓力與氣相組成的計(jì)算框圖5-22設(shè)某二元系統(tǒng)，其氣液平衡關(guān)系為py,=p?x,x而活度系數(shù)為等式兩邊去對(duì)數(shù)，有故p=pinp=pY?5-46由組分A、B組成的二元溶液，汽相可看作理想氣體，液相為非理想溶液，液相活度系數(shù)與組成的關(guān)聯(lián)式表示。80℃時(shí)，組分A、B的飽和蒸汽壓分別為問(wèn)此溶液在80℃時(shí)，汽液平衡是否有恒沸物?若有，恒沸壓力及恒沸組成為多少?解：對(duì)于汽相可看作理想氣體，液相為非理想溶液德系統(tǒng)，相平衡關(guān)系為py,=P'x,X組分A、B的相對(duì)揮發(fā)度)γa=yA=exp(0.5×12)))由于α是x的連續(xù)函數(shù)，當(dāng)x?=0時(shí)，αg由0.4045變到x?=1時(shí)的1.0987,那么中間必通過(guò)α=1的點(diǎn)，即在某組成時(shí)一定存在共沸點(diǎn)。由于ya、Y均大于1,所以此溶液在80℃時(shí)汽液平衡形成最大壓力共沸物。共沸點(diǎn)組成為一一=120.5kPa6-13有一水泵每小時(shí)從水井抽出1892kg的水并泵入儲(chǔ)水槽中，水井深61m,儲(chǔ)水槽的水位離地面18.3m,水泵用功率為3.7KW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在泵送水過(guò)程中，只耗用該電機(jī)功率的45%。儲(chǔ)水槽的進(jìn)、出水位的質(zhì)量流量完全相等，水槽內(nèi)的水位維持不變，從而確保水作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。在冬天，井水溫度為4.5℃,為防止水槽輸出管路發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，在水的輸入管路上安設(shè)一臺(tái)加熱器對(duì)水進(jìn)行加熱，使水溫保持在7.2℃,試計(jì)算此加熱器所需凈【解】:流動(dòng)體系由水井、管路、泵、加熱器和儲(chǔ)水槽組成。6-14水蒸氣在透平機(jī)中等熵膨脹，其狀態(tài)由6MPa、600℃變?yōu)?0kPa。如果水蒸氣的質(zhì)量流量為2kJ·s1,試計(jì)算透平機(jī)的輸出功率?！窘狻?水蒸氣在透平中為等熵膨脹，查水蒸氣表知6MPa、600℃過(guò)熱水蒸氣熵和焓值分出口處為濕蒸汽，查10kPa的飽和水蒸氣和飽和水的熵和焓值為：出口處水蒸氣的焓值為：h=h+hx?=191.83+2583.8×0.80=2258.87h=1kJkg等熵膨脹為絕熱可逆過(guò)程，忽略動(dòng)、位能變化，由能量平衡方程知：6-21某理想氣體經(jīng)一節(jié)流裝置(銳孔),壓力從1.96MPa絕熱膨脹至0.09807MPa。求此過(guò)程產(chǎn)生的熵。此過(guò)程是否可逆?AS=m?(S?-S?)+m?(S?-S?)6-28某廠有輸送90℃的管道，由于保溫不良，到使用單位時(shí)水溫已降至65℃。試求水溫降低過(guò)程的熱損失與損耗功。大氣溫度為25℃。0.09807MPa、27℃絕熱壓縮到6.669MPa,并經(jīng)冷凝器冷卻至27℃。已知壓縮機(jī)實(shí)際的功損耗功與熱力學(xué)效率。已知甲烷的焓和熵值如下壓力(MPa)溫度(℃)【解】:以1小時(shí)為基準(zhǔn)，先求空氣出口溫度，常壓下兩種氣體，因?yàn)轭A(yù)熱器完全保溫，-45000×1.09(200-315)=4200設(shè)：393.15K時(shí)水的下標(biāo)用a表示，573.15K時(shí)過(guò)熱蒸汽的下標(biāo)用b表示，混合后的性質(zhì)用下標(biāo)m表示由飽和水、飽和水蒸汽表及過(guò)熱蒸汽表查得：混合過(guò)程為絕熱：則(先判斷混合后所處狀態(tài))由Ha的數(shù)據(jù)可知混合器中為壓力700kPa的液體水和蒸汽的混合物此時(shí)由飽和水和飽和水蒸氣查得水和蒸汽的焓、熵分別為：在水和蒸汽的混合物中，水的摩爾分?jǐn)?shù)為：7-19.某郎肯循環(huán)以水為工質(zhì)，運(yùn)行于14MPa和0.007MPa之間，循環(huán)最高溫度為540°C,h2=16