化工热力学混合流体性质习题第四章-流体混合物的热力学性质-习题-解答

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1、第四章流体混合物的热力学性质思考题1)在化工热力学中引入偏摩尔性质的意义何在？在进行化工计算时，什么情况下不能使用偏摩尔量？2)简述Gibbs-Duhem方程的用途，说明进行热力学一致性检验的重要性。3)简述求混合性质变化的实际用途。4)讨论理想气体的混合物和气态理想溶液的区别和联系。5)真实气体混合物的非理想性表现在哪几个方面？6)说明在化工热力学中引入逸度计算的理由。7)解释活度定义中的标准态，为什么要引入不同的标准态？8)混合物的逸度和逸度系数与它的组元逸度和逸度系数有什么关系？由这种关系我们可以得出什么结论？9)讨论偏摩尔性质、混合性质变化和超额性质这三个概念在

2、化工热力学中各起的作用。10)试总结和比较各种活度系数方程，并说明其应用情况。计算题1.某酒厂用96％（wt）的食用酒精配酒，酒中的乙醇含量为56％（wt）。现决定用1吨食用酒精进行配制，问需加多少水才能配成所需的产品？所得酒有多少m3？已知在25℃和10.133kPa时水和乙醇的偏摩尔体积如下表所示：偏摩尔体积在96％（wt）食用酒精中在产品酒中0.8160.9531.2731.243解：1吨食用酒精中乙醇质量：1*0.96=0.96吨可配成酒的质量：0.96/0.56=1.714(吨)所需水的质量：1.714-1=0.714（吨）酒中水的质量：1-0.96+0.71

3、4=0.754（吨）配成的酒的体积2.298.15K下，有若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液，其总体积为()。求=0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔。1.在30℃和10.133kPa下，苯（1）和环几烷（2）的液体混合物的容积数据可用表示。式中：x1为苯的摩尔分数；V的单位是。已知苯和环己烷在30℃时的比重分别为0.870和0.757（这句是画蛇添足，因为V1,V2可以通过V的公式得到）。求算30℃时和10.133kPa下的表达式。或通过V的公式来计算V1,V21.（1）溶液的体积是浓度的函数，若，试列出，的表达式，并说明a,b的物理意义（为溶质的摩尔

4、数/1000克溶剂）（2）若已知，式中，，均为常数，试把V（溶液的体积）表示的函数。1.在T、P为常数时，曾有人推荐用下面一对方程来表达某二元系的偏摩尔体积数据：式中：a、b只是温度和压力的函数，试问从热力学角度考虑，上述方程是否合理？解：根据G-D方程关键证明（恒温，恒压下）或者证明显然所以不合理。1.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，并已知纯组分的焓是H1，H2，试求出和H表达式。解：由G-D方程所以2.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：式中H单位为kcal/kmol，，分别为组分1，2的摩尔分数，求（

5、1）用表示的偏摩尔焓和的表达式（2）组分1与2呈纯状态时的和（3）组分1与2在无限稀释溶剂的偏摩尔焓和（4）的表达式（5）=0.5的混合物中和的值及的值1.某二元混合物组分1和2的的偏摩尔焓可用下式表示：，证明必须等于。1.如果在T、P恒定时，某二元体系中组分（1）的偏摩尔自由焓符合，则组分（2）应符合方程式。其中，G1、G2是T、P下纯组分摩尔自由焓，x1、x2是摩尔分率。2.某二元溶液的热力学过量函数，式中A，B在一定的T，P条件下为常数，写出的表达式，问（1）关系线是何形式？（2）证明和式符合方程（3）及时，和的极限值是多大？（4）当及时，与的极限值是多大？解：（

6、1）（2）此题要用到下面公式由题意，知而，得符合Gibbs-Duhem方程。（3）当时当时（4）当时当时1.333K，105Pa下，环己烷（1）和四氯化碳（2）液体混合物的摩尔体积V（）如下表所示。X1VX1VX1V0.00101.4600.20104.0020.85111.8970.02101.7170.30105.2530.90112.4810.04101.9730.40106.4900.92112.7140.06102.2280.50107.7150.94112.9460.08102.4830.60108.9260.96113.1780.10102.7370.70

7、110.1250.98113.4090.15103.3710.80111.3101.00113.640试计算：（1）纯物质摩尔体积V1和V2；（2）x2=0.2、0.5和0.8的混合物的混合体积和；（3）x2=0.2、0.5和0.8的混合物的；（4）无限稀释混合物中偏摩尔体积和的数值再由以上数据，分别用下列四个标准状态，求出，并给出对x1的曲线；（5）组分1，2均用Lewis-Randall规则标准状态；（6）组分1，2均用Henry定律标准态；（7）组分1用Lewis-Randall规则标准状态；组分2用Henry定律标准态；（8）组分