化工熱力學復習資料

例題1換熱器是化工生產中應用最廣的傳熱設備，若有50kg的空氣以5m﹒s-1的速率流過一高度為3m、垂直安裝的換熱器，空氣在換熱器中從30℃被加熱到150℃，試求空氣從換熱器中吸收的熱量?？諝饪煽闯衫硐霘怏w并忽略進、出換熱器的壓力降，空氣的平均等壓熱容Cpid=1.005KJ﹒Kg-1﹒K-1=0.623℅例題某廠每天至少需要1.0MPa的壓縮空氣100m3用于生產。要將室溫（20℃）的空氣從常壓的0.1MPa壓縮至1.0MPa，要求技術人員通過計算，選擇、確定所需壓縮機的技術參數。如果技術人員是你，如何處理？（假定進出口平均壓縮因子為1.05)第四章習題總復習（1）系統(tǒng)混合過程的性質變化與該系統(tǒng)相應的超額性質相同。一、

是非題（2）對于二元混合物系統(tǒng)，當在某濃度范圍內組分2符合Henry規(guī)則，則在相同的濃度范圍內組分1符合L-R規(guī)則。（3）二元混合物，當x1→0時，（對）（錯）（對）（4）符合Henry規(guī)則或L-R規(guī)則的溶液一定是理想溶液。（5）等溫、等壓下的二元混合物的G-D方程也可以表示為：（錯）或理想稀溶液（對）(6)在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數成正比。（對。即)(7)理想溶液中所有組分的活度系數為零。（錯。理想溶液的活度系數為1）(8)對于理想溶液所有的超額性質均為零。（對。因)(9)對于理想溶液的某一容量性質M，則（錯，對于V，H，U，CP，CV

有對于S，G，A則(10)在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數成正比。（對）(11)理想氣體混合物就是一種理想溶液。(12)理想氣體有f=p,而理想溶液有（對）（對）二、

計算題1.二元混合物的焓的表達式為2酒窖中裝有10m3的96%（質量）的酒精溶液，欲將其配成65%的濃度，問需要加水多少？能得到多少體積的65%的酒精？設大氣溫度保持恒定，并已知下列數據：6517.1156.589614.6158.01W酒精/%V水/cm3.mol-1V乙醇/cm3.mol-1解答：設加入Wg水，最終體積Vcm3;原來有nw和nEmol的水和乙醇，則3．設有一含20%（摩爾分數）A，35%B和45%C的三元氣體混合物。已知在體系壓力6079.5kPa及348.2K下混合物中組分A，B和C的逸度系數分別為0.7，0.6和0.9，試計算該混合物的逸度。故解：由混合物逸度系數與組分分逸度系數的關系知4.常壓下的三元氣體混合物的求等摩爾混合物的解答：解：在保持T、p不變的情況下，由Gibbs-Duhem方程，有作業(yè):有人提出一定溫度下二元液體混合物的偏摩爾性質的模型是以下兩種,其中V1,V2是純組分的摩爾體積,a,b為常數,請問這兩種模型是否合理?解題思路:用G-D方程進行驗證.看是否滿足G-D方程.總結:相同點：Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則都表示理想溶液的組分逸度與摩爾分數成正比。

不同點：Lewis-Randall規(guī)則的比例系數為系統(tǒng)狀態(tài)下純組分的逸度(fi)

，僅與系統(tǒng)的T，P有關；Henry規(guī)則的比例系數為Henry

常數，決定于混合物的T，P和組成。對于二元系統(tǒng)，Henry

常數只與T，P有關。2.計算溶液組分逸度的參考態(tài)：理想溶液和理想稀溶液；

超臨界組分的參考態(tài)：理想稀溶液。真實溶液xi→1組分逸度:Lewis-Randall規(guī)則；

xi→0組分逸度:Henry規(guī)則。理想溶液：Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則等價，適用于全濃度范圍。解（1）二元溶液，均以Lewis-Randall規(guī)則為標準態(tài)時已知當x1=1時當x1=0時（2）組元1以Henry定律為標準態(tài)，組元2以Lewis-Randall規(guī)則為標準態(tài)時：第四章習題總復習（1）系統(tǒng)混合過程的性質變化與該系統(tǒng)相應的超額性質相同。一、

是非題（2）對于二元混合物系統(tǒng)，當在某濃度范圍內組分2符合Henry規(guī)則，則在相同的濃度范圍內組分1符合L-R規(guī)則。（對）（錯）（3）符合Henry規(guī)則或L-R規(guī)則的溶液一定是理想溶液。（4）等溫、等壓下的二元混合物的G-D方程也可以表示為：（錯）或理想稀溶液（對）(5)在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數成正比。（對。即)(6)理想溶液中所有組分的活度系數為零。（錯。理想溶液的活度系數為1）(7)對于理想溶液所有的超額性質均為零。（對。因)(8)對于理想溶液的某一容量性質M，則（錯，對于V，H，U，CP，CV

有對于S，G，A則(9)在一定溫度和壓力下的理想溶液的組分逸度與其摩爾分數成正比。（對）(10)理想氣體混合物就是一種理想溶液。(11)理想氣體有f=p,而理想溶液有（對）（對）二、

計算題1.二元混合物的焓的表達式為2酒窖中裝有10m3的96%（質量）的酒精溶液，欲將其配成65%的濃度，問需要加水多少？能得到多少體積的65%的酒精？設大氣溫度保持恒定，并已知下列數據：6517.1156.589614.6158.01W酒精/%V水/cm3.mol-1V乙醇/cm3.mol-1解答：設加入Wg水，最終體積Vcm3;原來有nw和nEmol的水和乙醇，則3．設有一含20%（摩爾分數）A，35%B和45%C的三元氣體混合物。已知在體系壓力6079.5kPa及348.2K下混合物中組分A，B和C的逸度系數分別為0.7，0.6和0.9，試計算該混合物的逸度。故解：由混合物逸度系數與組分分逸度系數的關系知4.常壓下的三元氣體混合物的求等摩爾混合物的解答：例題：計算60℃下，含乙酸乙酯（1）35﹪（摩爾分數，下同）、丙酮（2）20﹪、乙醇（3）45﹪的三元溶液的泡點壓力以及相平衡的汽相組成yi(i=1,2,3)。已知50℃下各組元的飽和蒸汽壓為p1s=55.62kpa，p2s=115.40kpa,p3s=46.91kpa.假定氣相為理想氣體，已知液相為理想混合物。例：丙烷(1)—異丁烷(2)體系中含有丙烷0.3、異丁烷0.7（均為摩爾分率），在總壓3445.05kPa下，被冷卻至115℃，求混合物的冷凝率及汽液相組成.解：本題是典型的閃蒸的計算，屬于第一種閃蒸計算類型。假設冷凝率為l=80%，T=388.15K，p=3445.05kPa

下，丙烷和異丁烷的Ki

值分別為：K1

=1.45，K2

=0.84代入式（6-43），可計算得到：x1

=

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

=

0.2622,x2=0.7377,∑xi=0.9999≈1對應氣相組成y1

=

0.3802,y2=0.6198積分檢驗法或面積檢驗法，只適用于全濃度范圍。不能逐點檢驗。

不符合積分檢驗法的數據一定不可靠，符合積分檢驗法的數據不一定不可靠。點檢驗法或微分檢驗法，即可用于全濃度范圍，也可用于局部濃度范圍.可剔除不可靠的點,但需要做切線,可靠性差.本章補充習題1、判斷題：（1）Virial方程Z=1+BP/(RT)結合一定的混合法則后，也能作為EOS法計算汽液平衡的模型。f=2-2+1（√）該方程不能用于汽液平衡。（×）（2）二元共沸物的自由度為1。（3）活度系數與