化工热力学(第三版)答案陈新志等(4)

18.02cm3 mol 1

nA55.56

7. 用PR方程计算2026.5kPa和344.05K的下列丙烯（1）－异丁烷（2）体系的摩尔体积、组

分逸度和总逸度。（a）x1 0.5的液相；（b）y1 0.6553的气相。（设k12 0）

这是化工热力学(第三版)的答案,是由陈新志,蔡振超,胡望明,钱超编著化工热力学是一门比较难学的课程其中含有很复杂的公式计算。希望这份课后习题的答案对复习期末考试的学子们能提供一点小小的帮助!!!欢迎下载

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Tci,Pci, i，以确定PR方程常数，从附表查得各组分的Tci,Pci, i并列于下表

丙烯和异丁烷的Tci,Pci, i

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，还需要二元相互作用参数，已知k12 0。 计算过程是

用软件来计算。启动软件后，输入Tci,Pci, i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

T 273.15K，P 1.061MPa，y1 0.8962,y2 0.1038

无论是液相还是气相的均相性质，均能由此方法来完成。

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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。8. 常压下的三元气体混合物的ln 0.2y1y2 0.3y1y3 0.15y2y3，求等摩尔混合物的

,f ,f 。 f123

nln d 0.2n1n2n 0.3n1n3n 0.15n2n3n 1 ln

ndn1 解：1 T,P, n 2,3

2

0.2y2 0.25y2y3 0.3y1y3

同样得

2

2 0.2y12 0.65y1y3 0.15y3 ln

2 3 0.3y12 0.25y1y2 0.15y2 ln

组分逸度分别是

ln Py lnf111 10.511

同样得

ln Py lnf222 10.538

ln Py lnf322 10.505

9. 三元混合物的各组分摩尔分数分别0.25，0.3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：ln

y

i

i 0.25ln0.72 0.3ln0.65 0.45ln0.91 0.254 ln

lnf ln P ln6.585 ( 0.254) 1.631

f 5.109(MPa)

10. 利用Wilson方程，计算下列甲醇（1）－水（2）体系的组分逸度（a）P=101325Pa，

T=81.48℃，y1=0.582的气相；（b）P=101325Pa，T=81.48℃，x1=0.2的液相。已知液相

符合Wilson方程，其模型参数是 12 0.43738, 21 1.11598

解：本题是分别计算两个二元混合物的均相性质。给定了温度、压力和组成三个独立变量， 均相混合物的性质就确定下来了。

（a）由于系统的压力较低，故汽相可以作理想气体处理，得

v Py 101.325 0.582 58.971（kPa） f11 v Py 101.325 1 0.582 42.354（kPa） f22

理想气体混合物的逸度等于其总压，即f

v

P 101.325（kPa）[也能由其它方法计

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算]。

（b）液相是非理想溶液，组分逸度可以从活度系数计算，根据系统的特点，应选用对称归一化的活度系数，

l flx fiiii

由于

fil fil T,P filT,Pis fisl T fisv T Pis sv Pis

所以

l Psx fiiii

其中，蒸汽压Pis由 Antoine方程计算，查附表得纯物质的Antoine常数，并与计算的蒸汽压同列于下表

甲醇和水的Antoine常数和蒸汽压

活度系数 i由Wilson模型计算，由于给定了Wilson模型参数

12 0.43738, 21 1.11598

，计算二元系统在

T 354.63

K和

x1 0.582,x2 1 x1 0.418时两组分的活度系数分别是

12 21

ln 1 ln x1 12x2 x2

x xx x1222211 1

0.268 0.418 0.572 1.045 0.0703

1 1.07

和

21 12

ln 2 ln x2 21x1 x1

x2 21x1x1 12x2

0.0653 0.582 1.045 0.572 0.210

2 1.23

所以，液相的组分逸度分别是