《chap3-4例题(3),偏摩尔,逸度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《chap3-4例题(3),偏摩尔,逸度（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1. 温度为 298.15K， 若干NaCl(B)溶解于 1kg水(A)中形成的溶液的总体 积 的 关 系 为22/3119.0773.1625.1638.1001BBBtnnnV(cm3) 。 求Bn=0.5mol时，水和 NaCl的偏摩尔BAVV,。解：BBBtnPTBt Bnn dndVnVVA2119.0 23773.1625.165.0,当5.0Bnmol时，BV18.62cm3 mol-1且，tV1010.35cm3由于BBAAtVnVnV，56.55181000Anmol 所以，1302.18 56.5562.185.035.1010molcm nVnV VABBtA2. 酒
2、窑中装有 10m3的96%(wt)的酒精溶液， 欲将其配成 65%的浓度，问需加水多少 ?能得到多少体积的65%的酒精 ? 设大气的温度保持恒定，并已知下列数据酒精浓度 (wt) 水Vcm3mol-1乙醇Vcm3 mol-196% 14.61 58.01 65% 17.11 56.58 解：设加入 W克水，最终体积 Vcm3；原来有 n W和nE摩尔的水和乙醇，则有65354618964461858.5611.17 181801.5861.1410EWEWEWEEWWEWEEWWnWnnnnWnVnVWnVnnVnVn解方程组得结果：kgWmV3830,46.1332 3. 对于二元气体混合物
3、的virial方程和 virial 系数分别是RTBPZ1和ijijjiByyB2121，试导出21?ln,?ln的表达式。计算20kPa和50下，甲烷(1)正己烷 (2)气体混合物在5.01y时的fvv,?,?21。已知 virial系数 B11=-33，B22=-1538，B12=-234 cm3 mol-1。解：由于virial方程可以表达成为以 V（或Z）为显函数，则采用下列公式推导 组分逸度系数表达则更方便，PdPZdP PRTV RTPiPii0011?ln （T，x为一定数）因为RTBPZ1 ，或RTnBPnnZ所以iinPTinPTiinnBRTPnnZZ,1代入逸度系数表达式
4、得dPB RTPdPnnBRTPPdPZPinPTPiPiii0,0011?ln对于二元体系，有122122211122211122122211122222112122111212121221112122112 2yyByByBBByyByByByByyByyByByyBBBBBBijijji所以1221222111nnnBnBnnB1222111221111222111,11yByyBn nnnB nnBBinPTii得1222111?lnyB RTP3 同样1221222?lnyB RTP混合物总体的逸度系数为RTBPln （有两种方法得到）代入有关数据，得到计算结果为3231222111
5、1081.1)11035.033( 15.323314.81020?lnyB RTP3231221222104.9)11035.01538( 15.323314.81020?lnyB RTP333221110795.3)104.9(5.01081.15.0lnlnlnyy另法75.50911035.05.015385.0335.01221222111yyByByB331079.3 15.323314.8102075.509ln RTBP4.用PR方程计算下列的 CO2（1）正丁烷（ 2）系统在 273.15K、1.061MPa和8962.01y时的组分逸度系数、组分逸度和混合物的逸度系数、逸度
6、。已知二元相互作用参数是12.012k解：本题属于均相性质计算。 其中，组分逸度系数和组分逸度属于敞开系统的性 质，而混合物的逸度系数和逸度属于封闭系统的性质。采用状态方程模型， 需要输入纯组分的iciciPT,，以确定PR方程常数， 从附表查得各组分的iciciPT,并列于下表CO2和正丁烷的iciciPT,组分,iciT/K ciP/MPa iCO2（1）304.19 7.381 0.225 正丁烷（ 2）425.18 3.797 0.193 对于二元均相混合物， 若给定了温度、 压力和组成三个独立变量， 系统的状态就 确定下来了，并可以确定体系的状态为气相。另外，对于混合物，还需要二元相
7、互作用参数，已知12.012k。4 计算过程是2, 1,ibaiiba,VVln;2, 1?lniiPfxPfiiilnln,?ln?ln用软件来计算。启动软件后，输入iciciPT,和独立变量，即能方便地得到结果，并可演示计算过程。PR方程计算气相混合物的热力学性质15.273TK，061.1PMPa，1038.0,8962.021yy纯组分常数1930018,8 .42623521aa（MPa cm6 mol-2）46431.72,65612.2621bb(cm3mol-1) 混合物常数41101.31,6.511634ba 摩尔体积 21.1934vV(cm3mol-1) 组分逸度系数
8、2504.0?ln,07510.0?ln21vv组分逸度v iiv iPyf?4565.2?ln,1255.0?ln21vvff混合物逸度系数，表 3-1c 09330.0lnv混合物逸度vlvPf03409.0lnvf状态方程除了能计算 P-V-T、逸度性质外，还能计算许多其它的热力学性质，如 焓、熵等，它们在化工过程中都十分有用。同时也表明，经典热力学在物性相互 推算中的强大作用。5.二元气体混合物的112118.0?lny和1.0?ln2，求ln。解：1.036.008.01.02118.0?ln?lnln2112112211yyyyyyy6.三元混合物的各组分摩尔分数分别0.25，0.
9、3和0.45，在6.585MPa和348K下的 各组分的逸度系数分别是 0.72，0.65和0.91，求混合物的逸度。解：254.091.0ln45.065.0ln3.072.0ln25.0?lnlniiy631.1)254.0(585.6lnlnlnPf)MPa(109.5f5 7.已知40和7.09MPa下，二元混合物的1235.096.1lnxf(f：MPa)，求（ a）2.01x时的21?,?ff； （b）21, ff解： （a）725.1235.096.1)235.096.1(ln? ln11,1112dnnndnfnxfnPTMPaxef12.1? 1725.11同样得MPaxef
10、68.5? 296.12(b)725.1235.096.1lnln0,1121xxff，所以725.11ef同样得96.1ln2f，所以96.12ef8.在一定的温度和常压下，二元溶液中的组分1的偏摩尔焓如服从下式2 211xHH，并已知纯组分的焓是H1，H2，试求出H2和H表达式。解：11222122121121222dxxdxx xxdx dxHdxxHd xxHd2积分得: 2122xHH同样有2211xHH所以212211xxxHxHHxHii9.已知 40和 7.09MPa下，二元混合物的1235.096.1lnxf(f：MPa)，求（a）2.01x时的21?,?ff； （b）21,
11、 ff解： （a）725.1235.096.1)235.096.1(ln? ln11,1112dnnndnfnxfnPTMPaxef12.1? 1725.116 同样得MPaxef68.5? 296.12(b)725.1235.096.1lnln0,11 21xxff，所以725.11ef同样得96.1ln2f，所以96.12ef10.（a）分别用 PR方程和三参数对应态原理计算，312K 的丙烷饱和蒸汽的逸度（参考答案1.06MPa） ； （b）分别用 PR方程和三参数对应态原理计算312K ，7MPa丙烷的逸度；(c)从饱和汽相的逸度计算312K， 7MPa丙烷的逸度， 设在 17MPa的
12、压力范围内液体丙烷的比容为 2.06cm3 g-1，且为常数。解：用 Antoine方程 A=6.8635,B=1892.47,C=-24.33 33.1 31233.2447.18928635.6lnssPP（a）由软件计算可知812.0208.0lnMPaf08.1(b) 188.067.1lnMPaf316.111.用virial 方程估算 0.5MPa，373.15K时的等摩尔甲烷（1）-乙烷（ 2）-戊烷（ 3）混合物的摩尔体积(实验值5975cm3mol-1)。已知373.15K时的virial系数如下（单位：cm3 mol-1） ，399,122,75,621,241,20231
13、312332211BBBBBB。解：若采用近似计算, BPRTV/,混合物的 virial系数是44.230 9399212227526212412022231132332122132 322 212 13131ByyByyByyByByByByyBijijji298.597444.2305.0/15.373314.8/BPRTVcm3 mol-112.试计算一个 125cm3的刚性容器，在50和 18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是 17克）？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（ PR方程可以用软件计算） 。解：查出 Tc=190.58K, Pc=4.604MPa,=0.011 利用理想气体状态方程nRTPVgm RTPVn14872.0PR方程利用软件计算得gmnmolcmV3.1602.1/7268.12237 13.欲在一个 7810cm3的钢瓶中装入了1000g的丙烷，且在 253.2下工作，若钢瓶的安全工作压力 10MPa，问是否有危险？解：查出Tc=369.85K, Pc=4.249MPa,=0.152 由软件可计算得molcmV/5058.3463可以容纳mol54.22 5058.3467810的丙烷。即gg 10008.9914454.22所以会有危险。
