第七章习题相平衡

1、第七章相平衡解:AP毋 yiPiXi呻RSexp f.PSVLVi1 dPRT(7-8)7-5苯和甲苯组成的溶液近似于理想溶液。试计算：(1) 总压力为101.3kPa温度为92C时，该体系互成平衡的汽液组成。并计算其相对挥发度。(2) 该体系达到汽液平衡时，液相组成xi=0.55，汽相组成yi=0.75。确定此时的温度和压力。组分的Antoine方程如下：In 7.502ph 15.90082788.51T - 52.36ln7.502p疥-16.01373096.52T - 53.6711气相为理想气体，也想为理想溶液:Spyi = Xi pip 八 p = yp y2 p(1) 将温度T

2、 = 92c = 363.15K代入Antoine方程得到:sP1二 144.12kPapS = 57.81kPa对于二元体系：X1二sP-P2101.3-57.81： s =0.504x2 = 1 - 0.504 = 0.496p；_p2144.12-57.81，20.504 144.12101.3二 0.717，y =1 -0.717 = 0.283p2.493X1 P1s相对挥发度：(2)方法一：设 t = 370K,由 Antoine 方程得：p； = 165.14kPa , p； = 67.33kPasXi Pl0.55 165.14yi0.75= 121.1kPap = X p；

3、+ x2 p2 = 121.1kPa 所以假设成立，T = 370K , P= 121.1kPa 方法二：y2 = 1 -= 1 - 0.75 二 0.25x2 = 1 -= 1 - 0.55 二 0.45s spy1 二 X1P1 P1s 二 1.3636p2788.51T - 52.363096.52T - 53.67py XzP； P2 0.5556pIn 7.502 1.3636p = 159008 -ln7.502 0.5556pb 16.0137-T 二 370K联立求解上两式p = 121.11KPa7-6正戊烷（1）-正庚烷（2 ）组成的溶液可近似于理想溶液，查得组分的Anto

4、ine方程如ln7.502p；二15.8333-2477.07T - 39.94下：P,单位kPa, T单位KIn7.502pS = 15.8737-T - 56.51试求（1） 65C与95kPa下该体系互呈平衡的汽液相组成； （2） 55C，液相组成 x1为0.48 时的平衡压力与汽相组成；（3） 95Kpa，液相组成x1为0.35时的平衡温度与汽相组成；（4） 85kPa,汽相组成y1为0.86时的平衡温度与液相组成；（5） 70C，汽相组成y1为0.15时的 平衡压力和液相组成。解：（1） T = 65 + 273.15=338.15 C , p=95Kpa由Antoi ne方程：24

5、77 07ln?.502p1sp 15.833 7.5268p12475642911 32In7.502pS = 15.87375.5367 p2 = 33.8 3 5T_ 56.51sP P2x1s-sP1 -P2二元体系(见上题)：=0.28695 -33.835247.564 _33.835=空286 247.564745 p95(2) T = 55 + 273.15=328.15 C , X10.48由Antoine方程：pf = 185.575KPap2 = 23.126K P assp1 x1 + p2x2 =101.1KPasX1P1y1 :p0.48 185.575101.1=

6、 0.881(3) 已知 p =95KPa , X1 =0.35 ,ln 7.502pfb 15.8333-2477.07T - 39.94ln 7.502p|p 15.8737-2911.32T - 56.51设 T =333.65K =60.5 CssP1 =217.98KPa , P2 =28.607 KPas 丄 sp 二 P1 X1P2X2X1P1s0.48X185.575 门 “c0.803 p101.1x2p；0.65 汉28.607y22 20.196p101.1y =y1 y2 =1所以：T =333.65K =60.50C , % =0.803(4) 已知 p =85KPa

7、 ,y1 =0.86设 T =325.35K =52.20Cssp-i =170.57KPa , p2 =20.68KPaxi二红“4286170.57sPiX2Y2PsP20.14 850.575420.68xi =x1 x2 =1满足条件所以假设成立，T =333.65K =60.5C , Xi =0.4286（5）同（4） T =343.15K , xi =0.02467-7对完全互溶的二元体系苯（1）-三氯甲烷（2），在70C与101.3kPa下，其组分的汽液 平衡比 K1= 0.719 ,心=1.31。试计算对汽液相总组成苯含量（摩尔分率）分别为（1） 0.4和（2） 0.5时汽液相

8、平衡组成与液化率。解：0.719x1 , y2 = 1.31x2联立求解：x = 0.525, y = 0.377由物料衡算:L + V = FLx1 Vy广 Fxz(1)当 xz =0.4 时:由上两式得:0.4-0.3770.525 - 0.377二 0.155(5)同理 xz 二 0.5 ,e=i317-9丙酮（1）甲醇（2）二元溶液超额自由焓的表达式为jx2 ,RT纯物质的Antoine方程表示如下:sP1单位kPa, T单位Clngs14.3 9 155t - 2 3 0 0 2 4ln p2二 16.59381-3644.297t- 239.765试求（1）假设气相可看着理想气体，B=0.75，温度为60 C下的p-x-y数据;气相为理想气体，B=0.64，压力为75KPa下的t-x-y数据。解：当温度为 60C,由 Antoine 方程知：p； = 115.685KPa , p； =84.49KPaIn 1n12 1= eB, 2eBm1eBIn mIn meBm1yixiK1K21 1, 21m12 1eBm:1 eB :mB ： In 丄 m即:m 1eBmeBInm B In 丄B Inm该式成立条件为：m 1时该式成