[工學(xué)]第5章_ 相平衡熱力學(xué)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 閃蒸后的汽相分?jǐn)?shù)和汽液相組成。 29 輸 入 p , xi, A n t o i n e 方 程 參 數(shù) 、活 度 系 數(shù) 模 型 等 其 他 已 知 參 數(shù)假 設(shè) 溫 度 初 值 T0, 并令 所 有 的V 1i?? ?計(jì) 算SSiip, ?i,?計(jì) 算S S V()i i i i i i? ?y p x / p? ? ??計(jì) 算iiy?重 新 計(jì) 算 并 計(jì) 算iy,Vi??是 否 第 1 次 迭代 ？調(diào) 整 溫 度 T 變 化 ？iiy? ？1iiy ??Y e sY e sY e sN oN oN o輸 出 計(jì) 算 結(jié) 果圖 5 9 法 泡 點(diǎn) 溫 度 與 組 成 計(jì) 算 框 圖E O S ??30 例 丙酮 (1)乙腈 (2)和硝基甲烷 (3)系統(tǒng)可按完全理想系處理，各組分的飽和蒸汽壓方程為： 式中蒸汽壓?jiǎn)挝粸?kPa,溫度單位為 ℃ 。 ?計(jì)算模型 I 基礎(chǔ) (對(duì)于二元系 )： V*1 1 1 1 1?p y H x???VS2 2 2 2 2?p y p x?? ?溶質(zhì)組分 1Henry定律 溶劑組分 2LewisRandall規(guī)則 1*10li m 1x ?? ?221l im 1x ?? ?{ 39 計(jì)算類型和方法同于節(jié) ?計(jì)算模型 II：氣液兩相均采用同一種狀態(tài)方程，如立方型方程計(jì)算。 41 2) 溶解度與溫度的關(guān)系 考慮純?nèi)苜|(zhì)氣體與溶液呈平衡： G11GG?G1 1 1( , , )G G f T p x??在等壓的條件下： GGG 1 1 1 11 1 11,( ) ( )d ( ) d d l n 0lnp x p TG G G GG G T xTx? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?GG1111,() ()pxGG SST???? ? ? ??????G L L G1 1 1 1 1 1L L G L G1 1 1 1 1 1 1( ) ( )?( ) ( ) l n ( )G G G G G GG G G RT a G G?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?（反映的是純物質(zhì)的自由焓關(guān)系，與組成無(wú)關(guān)） GG1 1 1 1 11,( ) ( ) l n 0ln pp x p TG G G G xT x T? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ???? ? ? ?42 因此： 111lnpxR T S ST??? ??????? RSSTxp111lnln ????????????或 應(yīng)用： a) 已知溶解熵，計(jì)算 T對(duì)溶解度的影響； b) 已知 T對(duì)溶解度的影響，可求出溶解熵 在 T變化范圍不大的情況下： TdTcTbaxTcTbax????????/lnln/lnln11G1 1 111 ,?( ) l nl n l n TppTG G aRT RTxx?? ??? ? ?? ? ? ??????? ????43 例 在 1MPa時(shí) ， CO2(1)在苯 (2)中的溶解度為 x1=,估計(jì)： (a)CO2在苯中的 Henry常數(shù) ，(b), MPa時(shí) CO2的溶解度 。 恒沸條件下： SSA A B Bp p p????? ? ? ?S S 2 2A B B A A B 120l n l n l n l n 1 2 l n 80Ap p x x x? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?AB0 .9 0 5 0 .0 9 5xx??2S 0 .5 0 .0 9 5AA 1 2 0 1 2 0 .5 ( k Pa )p p e? ?? ? ? ?解得： 49 汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn) 若實(shí)驗(yàn)測(cè)定的完整的汽液平衡數(shù)據(jù) T－ p－ X－ Y，則它們之間必須滿足 GibbsDuhem方程，即熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)。 溶液的相分裂 的條件： 221221d0 ( , )dd0 ( , )dGTpxGTpx??? 液液平衡 (LiquidLiquid Equilibrium) 55 CU C S TL C S TU C S TL C S T圖 511 二元系液－液相圖的主要類型 液液平衡相圖的類型 56 相分裂的熱力學(xué)條件 0?tG?3 0 02 0 01 0 00 3 0 0 2 0 0 1 0 00 . 2 0 . 40 0 . 6 0 . 8 1 . 00A?1600calmolA??11800calmolA??1 0G ?12 3 0 0 c a l m o lG ??16 0 0 c a l m o lRT1/calmolG?1x圖 5 1 0 相 分 離 不 發(fā) 生 ( 實(shí) 線 ) 和 發(fā) 生 相 分 離 ( 虛 線 ) 時(shí) 的理 想 ( A = 0 ) 與 非 理 想 ( A ≠ 0 ) 二 元 系 統(tǒng) 的 G i b b s 自 由 焓α1xβ1xabc57 液液相平衡的計(jì)算 計(jì)算模型基礎(chǔ)： aai i i i i if x f x ?????i i i ixx? ? ? ????二元系與三元系統(tǒng)的 LLE計(jì)算： 1 1 1 11 2 1 2( 1 ) ( 1 )xxxx? ? ? ?? ? ? ??????? ??? ? ? ??二元系 11iiiixx??????求解： ?1x?1x ， 58 1 1 1 12 2 2 21 2 3 1 2 3( 1 ) ( 1 )xxxxx x x x? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???????????? ??? ? ? ? ? ??三元系 ?1x求解： ?1x ?2x ?2x給定 : ， ， ， 固 液相平衡 (SLE)過(guò)程及其計(jì)算方法 固液平衡是一類重要的相平衡，是冶金工業(yè)和有機(jī)物結(jié)晶分離的基礎(chǔ)
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