第7章_汽液平衡-合肥工业大学-化工热力学.ppt

D J 或 D – J 10 可认为上述的等压汽液平衡数据符合热力学一致性。 END 例 题7-9 第 七 章 完 理想溶液中各组分的偏摩尔性质与它们的纯物质性质之间的关系： (4-57) 小结 理想溶液混合的体积变化为零，热效应亦为零。 5、活度与活度系数 (4-58) (4-59) 小结 非理想溶液 使用活度来校正浓度 小结 6、混合过程性质变化 (4-62) 小结完 7.5 （7-26） 由于液相混合物的 ?V （混合焓变）一般很小，且实验测定时总压力变化不大，式（ 7-25 ）可简化为 所以 因为 （7-25） 4.2.2 图7-1较复杂，实际应用中，二元体系汽液平衡的特性通常用二维相图来描述。常用有p-T图、P-x-y图、T-x-y图、y-x图。 图7-2 二元体系的 p-T 图 过热蒸汽区 过冷液体区 纯组分1的蒸汽压曲线 解： 水： 例 题 7-1 单位: pis ，bar； Vi ，cm3/mol； T ，K 。 由于低压，汽相可视为理想气体，液相为非理想溶液，汽液平衡关系式为 例 题 7-1 （4-106a） （4-106b） （4-107a） （4-107b） 二元体系Wilson方程 例 题 7-1 例如：计算x1=0.40时T1，y1，此题是告知 p、x1 求 T，y1，由于平衡温度未知，需试差求解。求解方法见计算框图。 计算框图： 调 整 T 否 是 设 T = 349.25 K(76.1℃)，代入公式求得 例 题7-1 归一化处理 泡点 例 题 7-1 其它液相组成下的T、y1值可用类似方法求得。计算结果见下表。 END x1 0.05 0.20 0.40 0.60 0.80 0.90 t/℃ 92.70 82.59 76.10 71.57 67.82 66.11 y1 0.269 0.564 0.724 0.832 0.920 0.961 甲醇（1）-水（2）体系在0.1013MPa下汽液平衡数据 泡点线 例 题 7-2 氯仿（1）-乙醇（2）二元体系，55℃时超额自由焓的表达式为 试求：① 该体系在55℃时 p-x1-y1数据； ② 如有恒沸点，确定恒沸组成和恒沸压力。 55℃时，氯仿、乙醇的饱和蒸汽压 例 题 7-2 解： ① 因为ln?i是 GE/RT 的偏摩尔性质 (4-83) （1） 例 题 7-2 (4-83) （2） 可认为该体系汽相是理想气体，液相是非理想溶液，汽液平衡关系式： 用不同 xi值代入（1）（2）（3）（4）可得以下结果 （4） （3） x1 0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 0.9 1.0 ?1 ?2 P/kPa y1 1.804 1.000 37.31 0 1.845 0.9993 48.75 0.312 1.804 1.004 59.68 0.498 1.704 1.023 68.84 0.612 1.426 1.159 80.36 0.731 1.171 1.571 85.09 0.793 1.079 2.006 86.12 0.826 1.021 2.761 86.00 0.880 1.000 4.137 82.37 1.000 例 题 7-2 由以上计算可知： （a） 该体系的 ? ～x曲线上， ?1～x1曲线出现最高点，则在 ?2～x1曲线上相应地有最低点； （b） 该体系在55℃时汽液平衡关系为最大压力恒沸物体系。 ② 对具有恒沸点的二元体系，恒沸点时， 例 题 7-2 解得 恒沸组成 x1= 0.848 恒沸压力 p = 86.28kPa END 例 题 7-3 甲醇-甲基乙基酮二元系在温度64.3℃，压力为1.013×105Pa时形成含84.2％（摩尔分数）甲醇的恒沸物，用恒沸点数据求Wilson方程常数，并用Wilson方程计算该二元系在压力为1.013×105Pa下的t-x1-y1数据。 已知物质的Antoine常数如下 组 分 A B C 甲 醇 （1） 甲基乙基酮（2） 11.9673 9.9784 3626.55 3150.42 -34.29 -36.65 Antoine方程 解： 64.3℃时， Antoine方程计算得 低压下，汽相为理想气体，液相为非理想溶液的汽液平衡关系式 例 题 7-3 当x1 = 0.842 = y1(恒沸点)时，活度系数 例 题 7-3 将x1=0.842，x2=0.158时，?1＝1.031，?2 ＝1.667， 代入二元系的W