化工热力学课程考前辅导.pptVIP

4.已知在431K下，第二、第三Virial系数分别为：，试计算①在431K、10×105Pa下的摩尔体积；②在封闭系统内，将1kmol由10×105Pa恒温（431K）可逆压缩到75×105Pa时所做的功。解：①截止第三项的Virial方程为，即满足关系式：，将p=10×105Pa=103kPa，T=431K，，代入上式并整理得：采用迭代法求解，取初值为，则，，，，，，，已收敛。因此，②压缩功为：当p=75×105Pa时，上述Virial方程可变为，取第30页，共51页，星期日，2025年，2月5日初值为，则，，，，，，，，，已收敛。因此，。将，代入解：若活度系数模型合理，则应满足Gibbs-Duhem方程，即由得：由得：代入得到：=5.(流体热力学性质计算)试按热力学观点分析如下活度系数方程的正确性（A、B仅是T、p的函数）：，，因此有第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日当时，满足表达式合理。关系，给出的活度系数6.某二元溶液的偏摩尔焓可由如下方程表示：、式中：、温度和压力的函数。试问：从热力学角度考虑该方程是否合理？分别为纯组分1和2的焓，A、B是解：若该方程式合理，其应该满足Gibbs-Duhem方程式，即亦可写为由得，由得。因此，从热力学角度考虑该方程式是合理的。7.由气体状态方程p(V－b)＝RT（其中b是与温度无关的常数），试推导出剩余焓和剩余熵的表达式。其中剩余焓和剩余熵计算式为，第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日解：由p(V－b)＝RT知，代入剩余焓与剩余熵的计算式得到8.试由饱和液体水的性质估算：(a)100℃，2.5MPa和(b)100℃，20MPa下水的焓和熵值，已知100℃下水的有关性质如下：MPa，J/g，

J/g?K，cm3/g，解：水的p-V关系如右图所示。从热力学基本方程cm3/g?K知因所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上，则：（cm3/g?K）因此：第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日或又当p=2.5MPa时，S=1.305J/g?K；H=420.83J/g；当p=20MPa时，S=1.291J/g?K；H=433.86J/g。（cm3/g）9.(相平衡关系计算)设在25℃下含有组分1和组分2的某二元系统，处于气液液三相平衡状态，分析两个平衡的液相（和相）组成为：。已知两个纯组分的蒸汽压为，。试合理假设后确定下各项数值：①组分1，2在平衡的和相中的活度系数；②平衡压力p；③平衡气相组成。，，解：①在a相中，组分1含量很高，可假设符合Lewis-Randal规则，即；同样，相中，假设组分2符合Lewis-Randal规则，即=1。在液液两相（和相）平衡方程式为：，，因此：第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日②低压下气液两相（气相和相）平衡方程式为：，，由此得到平衡压力为：③平衡气相组成为：10.乙醇(1)-甲苯(2)系统的有关的平衡数据如下：T=318K、p=24.4kPa、、，已知318K的两组饱和蒸汽压为，液相的混合热是一个仅与温度有关的常数求①液相各组分的活度系数；②液相的和；③估计333K、时的值；④由以上数据能计算出333K、⑤该溶液是正偏差还是负偏差？kPa，并测得，令气相是理想气体，时液相的活度系数吗?为什么?解：①由得 ，同样有：②第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日③积分得 ④不能得到活度系数，因为没有⑤由于＞0，故为正偏差溶液。的表达式。11.A-B混合物在80℃的汽液平衡数据表明，在Henry定律，且B的分压可表示为 。另已知两组分的饱和蒸汽压为，，求80℃和若液相是理想溶液，汽相是理想气体，求80℃和时的平衡压力和汽相组成。的范围内，B组分符合时的平衡压力和汽相组成；解：①因，B组分符合Henry定律，因为,，低压下，，所以，，②，，第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日第1页，共51页，星期日，2025年，2月5日状态函数与过程函数强度性质与容量性质平衡状态和可逆过程热力学过程与循环第2页，共51页，星期日，2025年，2月5日三个理想化的概念：理想气体：idealgas理想溶液：idealsolution可