化工熱力學(xué)：第4章習(xí)題

1、第4章 非均相封閉體系熱力學(xué)一、是否題偏摩爾體積的定義可表示為。對(duì)于理想溶液，所有的混合過(guò)程性質(zhì)變化均為零。對(duì)于理想溶液所有的超額性質(zhì)均為零。體系混合過(guò)程的性質(zhì)變化與該體系相應(yīng)的超額性質(zhì)是相同的。理想氣體有f=P，而理想溶液有。溫度和壓力相同的兩種理想氣體混合后，則溫度和壓力不變，總體積為原來(lái)兩氣體體積之和，總熱力學(xué)能為原兩氣體熱力學(xué)能之和，總熵為原來(lái)兩氣體熵之和。因?yàn)镚E (或活度系數(shù))模型是溫度和組成的函數(shù)，故理論上與壓力無(wú)關(guān)。純流體的汽液平衡準(zhǔn)則為f v=f l?；旌衔矬w系達(dá)到汽液平衡時(shí)，總是有。理想溶液一定符合Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則。在一定溫度和壓力下的理想溶液

2、的組分逸度與其摩爾分?jǐn)?shù)成正比。理想氣體混合物就是一種理想溶液。理想溶液中所有組分的活度系數(shù)為零。對(duì)于理想溶液的某一容量性質(zhì)M，則。 在常溫、常壓下，將10cm3的液體水與20 cm3的液體甲醇混合后，其總體積為 30 cm3。均相混合物的總性質(zhì)與純組分性質(zhì)之間的關(guān)系總是有 。對(duì)于二元混合物體系，當(dāng)在某濃度范圍內(nèi)組分2符合Henry規(guī)則，則在相同的濃度范圍內(nèi)組分1符合Lewis-Randall規(guī)則。二元混合物，當(dāng)時(shí)，。符合Lewis-Randall規(guī)則或Henry規(guī)則的溶液一定是理想溶液。等溫、等壓下的二元混合物的Gibbs-Duhem方程也可表示成。二元溶液的Gibbs-Duhem方程可以表示

3、成因?yàn)?，所以。PAGE # Page: # 駱P92二元溶液的Henry常數(shù)只與T、P有關(guān)，而與組成無(wú)關(guān)，而多元溶液的Henry常數(shù)則與T、P、組成都有關(guān)。下列方程式是成立的：（a）；(b)；(c)；(d)；(e)。二、選擇題由混合物的逸度的表達(dá)式知， 的狀態(tài)為 （A，）A 系統(tǒng)溫度，P=1的純組分i的理想氣體狀態(tài)B 系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)壓力的純組分i的理想氣體狀態(tài)C 系統(tǒng)溫度，P=1，的純組分iD 系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)組成的溫度的理想混合物已知某二體系的 則對(duì)稱歸一化的活度系數(shù)是（A） A B C D 三、填空題 二元混合物的焓的表達(dá)式為 ，則（由偏摩爾性質(zhì)的定義求得）填表偏摩爾性質(zhì)()溶液性

4、質(zhì)(M)關(guān)系式()_ln f_ _ln SYMBOL 106 f Symbol_ _ln SYMBOL 103 f Symboli_ _有人提出了一定溫度下二元液體混合物的偏摩爾體積的模型是，其中V1，V2為純組分的摩爾體積，a，b 為常數(shù)，問(wèn)所提出的模型是否有問(wèn)題？_ _， _ _ _；若模型改為，情況又如何？由_ _，_ _。某二元混合物的中組分的偏摩爾焓可表示為 ，則b1 與 b2的關(guān)系是_。等溫、等壓下的二元液體混合物的活度系數(shù)之間的關(guān)系_。常溫、常壓條件下二元液相體系的溶劑組分的活度系數(shù)為（是常數(shù)），則溶質(zhì)組分的活度系數(shù)表達(dá)式是_。四、計(jì)算題在一定T，P下，二元混合物的焓為 其中，a

5、=15000，b=20000，c=-20000 單位均為J mol-1，求(a)；（b）。在一定的溫度和常壓下，二元溶液中的組分1的偏摩爾焓如服從下式 ，并已知純組分的焓是H1，H2，試求出和H表達(dá)式。（注：此題是填空題1的逆過(guò)程）298.15K， 若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液的總體積的關(guān)系為 (cm3)。求=0.5mol時(shí)，水和NaCl的偏摩爾。酒窯中裝有10m3 的96%(wt)的酒精溶液，欲將其配成65%的濃度，問(wèn)需加水多少?能得到多少體積的65%的酒精? 設(shè)大氣的溫度保持恒定，并已知下列數(shù)據(jù) 酒精濃度(wt) cm3 mol-1 cm3 mol-196%14.61

6、58.0165%17.1156.58對(duì)于二元?dú)怏w混合物的virial方程和virial系數(shù)分別是和，試導(dǎo)出的表達(dá)式。計(jì)算20kPa和50下，甲烷(1)正己烷(2)氣體混合物在時(shí)的。已知virial系數(shù) B11=-33，B22=-1538，B12=-234cm3 mol-1。PAGE # Page: # 陳P233237用PR方程計(jì)算2026.5kPa和344.05K的下列丙烯（1）異丁烷（2）體系的摩爾體積、組分逸度和總逸度。（a）的液相；（b）的氣相。（設(shè)）二元?dú)怏w混合物的和，求。常壓下的三元?dú)怏w混合物的，求等摩爾混合物的。液態(tài)氬（1）甲烷（2）體系的超額吉氏函數(shù)表達(dá)式是其中，系數(shù)A，B如下

7、T/KAB109.00.3036-0.0169112.00.29440.0118115.740.28040.0546計(jì)算等摩爾混合物的（a）112.0K的兩組分的活度系數(shù)；（b）混合熱；（c）超額熵。利用Wilson方程，計(jì)算下列甲醇（1）水（2）體系的組分逸度（a）P=101325Pa，T=81.48，y1=0.582的氣相；（b）P=101325Pa，T=81.48，x1=0.2的液相。已知液相符合Wilson方程，其模型參數(shù)是25常壓下的糖(S)-水(W)混合物中水的活度系數(shù)服從，A僅是溫度的函數(shù)，試得到不對(duì)稱歸一化的糖的活度系數(shù)表達(dá)式。某二元混合物的逸度可以表達(dá)為 ，其中A，B，C為T

8、，P之函數(shù)，試確定 (a)若兩組分均以理想溶液為參考態(tài)，求。(b)組分(1)以理想稀溶液為參考態(tài)，組分(2) 以理想溶液為參考態(tài)，求。已知40和7.09MPa下，二元混合物的(f：MPa)，求（a）時(shí)的；（b）已知環(huán)己烷（1）苯（2）體系在40時(shí)的超額吉氏函數(shù)是和kPa，求（a）；（b）；(c)。PAGE # Page: # 駱P92已知苯（1）環(huán)己烷（2）液體混合物在303K和101.3kPa下的摩爾體積是（cm3 mol-1）,試求此條件下的（a）；(b)；(c)（不對(duì)稱歸一化）。五、圖示題下圖中是二元體系的對(duì)稱歸一化的活度系數(shù)與組成的關(guān)系部分曲線，請(qǐng)補(bǔ)全兩圖中的活度系數(shù)隨液相組成變化的曲線；指出哪一條曲線是或；曲線兩端點(diǎn)的含意；體系屬于何種偏差。1 0110正偏差 0 1 0 1對(duì)于等溫的二元液體混合物，下圖中給出了的曲線，試定性作出曲線，并指出兩條曲線之間的距離表示什么？ 0 0 1二元混合物某一摩爾容量性質(zhì)M，試用圖和公式表示下列性質(zhì) 間的關(guān)系。用圖和公式表示下列性質(zhì)之間的關(guān)系。PAGE # Page: # van Ness P193PAGE # Page: # van Ness P192六、證明題對(duì)于二元體系，證明不同歸一