化工热力学作业解剖

将3式代入①式右边得：将3式代入①式右边得：即故H=xH,+(1-x)H,=0.9175×2801.4+(1-0.9175)×1087(2)423.15K,0.14MPa,过热蒸汽焓熵由线性内插求出：(3)∵等T可逆过程，体系放出热量为2099.03KL₂=h₂-Pv₂=2745.4-0.476×10⁶×0.3924×1w=2099.03+8×(-34.3024)=1824w=2099.03+8×(-34.3024)=1824体系获得功量为1824.061kJ状态1过热度为150℃.即t=250.33+150=400.33℃对应此状态点的焓、熵分别为h、S₁查过热水蒸汽表知：400.33℃下内插求出4MPa,400.33℃下对应的h和s分别为：TT①作图∴4-14在一定T、p下，二元混合物的焓为H=αbxcxb=20000,c=-20000单位均为J·mol¹,求解：(1)解：(1)J.mol-(2)按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓，先求导：将代入到偏摩尔焓计算公式中，得=ax+b(1-x)+cx₁(1-x)+a-b+ccxcx=ax₁+b(1-x)+cx₁(1-cx4-15在25℃,1atm以下，含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示：;())达式，并说明a、b的物理意义(m,为溶质的摩尔数/1000克溶剂);若已知a=m₁V;表示纯溶剂的体积(假/1000g溶剂)表示溶质无限稀释时瞒摩尔体积试计算等摩尔混合物的a=na=n₁V₁;表示纯溶剂的体积b=1000V₂表示溶质的无限稀释俯尔体积4-25液态氩(1)-甲烷(2)系统的超额Gibbs自由能函数表达式为其中系数A、B如下(1)112.0K的两组分的活度系数，并描述解：(1)2三(2)混合热取≈x₁x₂[0.00344-0.0106(3)超额熵=0.189J/kmolE-解：(1)同样得同样得纯组分1的逸度系数为5-14氯仿(1)-乙醇(2)二元系统，55℃时其超额Gibbs自由能函数表达式为查得55℃时，氯仿和乙醇的饱和蒸汽压分别为p²=37.31kPa,有共沸点，并确定共沸压力和共沸组成；(2)假定汽相为非理想气体，已知该系统在55℃时第二virial系数,对函数等式两边同时乘以n,经求导、整理可得(1)假定假定汽相为理想气体，可采用汽液平衡关系式组分1的摩尔分数为p=82.37×0.2×1.084+37.3×0.8×1.004=59.X₁X%Y₂Y0185.090.793解知x₁=0.848(2)假定气相为非理想气体，汽液平衡的计算式为计算结果如下：X₁XYY₂Y0是令φ₁'=1否是是是否第及其他参数设p值，计算₁调正p值图习题5-14泡点压力与气相组成的计算框图5-22设某二元系统，其气液平衡关系为py,=p⁵x,x而活度系数为等式两边去对数，有故p=pinp=pY₂5-46由组分A、B组成的二元溶液，汽相可看作理想气体，液相为非理想溶液，液相活度系数与组成的关联式表示。80℃时，组分A、B的饱和蒸汽压分别为问此溶液在80℃时，汽液平衡是否有恒沸物?若有，恒沸压力及恒沸组成为多少?解：对于汽相可看作理想气体，液相为非理想溶液德系统，相平衡关系为py,=P'x,X组分A、B的相对挥发度)γa=yA=exp(0.5×1²)))由于α是x的连续函数，当x₄=0时，αg由0.4045变到x₄=1时的1.0987,那么中间必通过α=1的点，即在某组成时一定存在共沸点。由于ya、Y均大于1,所以此溶液在80℃时汽液平衡形成最大压力共沸物。共沸点组成为一一=120.5kPa6-13有一水泵每小时从水井抽出1892kg的水并泵入储水槽中，水井深61m,储水槽的水位离地面18.3m,水泵用功率为3.7KW的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45%。储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽内的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。在冬天，井水温度为4.5℃,为防止水槽输出管路发生冻结现象，在水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保持在7.2℃,试计算此加热器所需净【解】:流动体系由水井、管路、泵、加热器和储水槽组成。6-14水蒸气在透平机中等熵膨胀，其状态由6MPa、600℃变为10kPa。如果水蒸气的质量流量为2kJ·s¹,试计算透平机的输出功率。【解】:水蒸气在透平中为等熵膨胀，查水蒸气表知6MPa、600℃过热水蒸气熵和焓值分出口处为湿蒸汽，查10kPa的饱和水蒸气和饱和水的熵和焓值为：出口处水蒸气的焓值为：h=h+hx₂=191.83+2583.8×0.80=2258.87h=1kJkg等熵膨胀为绝热可逆过程，忽略动、位能变化，由能量平衡方程知：6-21某理想气体经一节流装置(锐孔),压力从1.96MPa绝热膨胀至0.09807MPa。求此过程产生的熵。此过程是否可逆?AS=m₁(S₃-S₁)+m₂(S₃-S₂)6-28某厂有输送90℃的管道，由于保温不良，到使用单位时水温已降至65℃。试求水温降低过程的热损失与损耗功。大气温度为25℃。0.09807MPa、27℃绝热压缩到6.669MPa,并经冷凝器冷却至27℃。已知压缩机实际的功损耗功与热力学效率。已知甲烷的焓和熵值如下压力(MPa)温度(℃)【解】:以1小时为基准，先求空气出口温度，常压下两种气体，因为预热器完全保温，-45000×1.09(200-315)=4200设：393.15K时水的下标用a表示，573.15K时过热蒸汽的下标用b表示，混合后的性质用下标m表示由饱和水、饱和水蒸汽表及过热蒸汽表查得：混合过程为绝热：则(先判断混合后所处状态)由Ha的数据可知混合器中为压力700kPa的液体水和蒸汽的混合物此时由饱和水和饱和水蒸气查得水和蒸汽的焓、熵分别为：在水和蒸汽的混合物中，水的摩尔分数为：7-19.某郎肯循环以水为工质，运行于14MPa和0.007MPa之间，循环最高温度为540°C,h²=16