化工热力学(冯新 宣爱国)第5章 习题解答

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1、习题五一是否题5-1汽液平衡关系的适用的条件是理想气体和理想溶液。解：否。适用所有气体和溶液。5-2汽液平衡关系的适用的条件是低压条件下的非理想液相。解：是。只有低压条件下5-3在（1）－（2）二元系统的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，则，。解：错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况。5-4混合物汽液相图中的泡点曲线表示的是饱和汽相，而露点曲线表示的是饱和液相。解：错。正好相反。5-5对于负偏差系统，液相的活度系数总是小于1。解：是。5-6在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。解：错，在共沸点时相同。5-7在组分（1）-组分（2）二元系

2、统的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，若温度一定，则系统的压力，随着的增大而增大。37解：错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况。5-1理想系统的汽液平衡Ki等于1。解：错，理想系统即汽相为理想气体，液相为理想溶液，，，但Ki不一定等于1。5-2对于理想系统，汽液平衡常数Ki，只与T、有关，而与组成无关。解：对，对于理想系统，只与T、有关，而与组成无关。5-3能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。解：错。热力学一致性是判断实验数据可靠性的必要条件，但不是充分条件。即符合热力学一致性的数据，不一定是正确可靠的；但不符合热力学一致性的数据，一定是不正确可

3、靠的。5-11当潜水员深海作业时，若以高压空气作为呼吸介质，由于氮气溶入血液的浓度过大，会给人体带来致命影响（类似氮气麻醉现象）。根据习题5-11表1中25℃下溶解在水中的各种气体的Henry常数Ｈ，认为以二氧化碳和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合。习题5-11表1几种气体的Henry常数37气体H/MPa气体H/MPa气体H/MPa气体H/Pa乙炔135一氧化碳540氦气12660甲烷4185空气7295乙烷3060氢气7160氮气8765二氧化碳167乙烯1155硫化氢55氧气4438已作修改解：错。已作修改宜用氦气为呼吸介质比较适合，因为物质的Henry常数H越大，其溶解

4、在血液中的含量越小，才不至于出现反应。5-12利用Gibbs-Duhem方程，可以从某一组分的偏摩尔性质求另一组分的偏摩尔性质；并可检验实验测得的混合物热力学数据及建立的模型的正确性。解：对。二、计算题5-13二元气体混合物的摩尔分数=0.3，在一定的T、下，，计算混合物的逸度系数。解：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，试求：（1）假定汽相为理想气体，计算该系统在的55℃下数据。若有共沸点，并确定共沸压力和共沸组成；37（2）假定汽相为非理想气体，已知该系统在55℃时第二virial系数

5、、、，计算该系统在55℃下数据。解：根据组分的活度系数与溶液的超额Gibbs自由能的关系式，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系统的总压为组分1的摩尔分数为计算方法为：取为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，依次代入以上各式，即可计算出关系。如时，其他计算结果列于下表p/kPa01.804137.3100.11.8450.999348.750.3120.21.8041.00459.680.4980.31.7041.02368.840.6120.41.5711.07075.7

6、00.684370.51.4261.15980.360.7310.61.2891.31283.290.7650.71.1711.57185.090.7930.81.0792.00686.120.8260.91.0212.76186.000.8801.01.0004.13782.371.000由上计算结果可知：(a)该体系的曲线上，曲线出现最高点，则在曲线上对应有最低点，此类型体系采用Margules方程计算能反映其特点。(b)该体系为最大压力恒沸物体系，恒沸点时，，即解知恒沸组成恒沸压力p=86.28kPa（2）假定气相为非理想气体，汽液平衡的计算式为(a)(b)37仅是温度的

7、函数，因t=55℃，故可计算(c)由于是的函数，未知，无法求得，故采用计算机迭代求解。求解方法如图习题5=14所示。计算结果如下：p/kpa0.01.80401.00037.3100.21.80411.003759.800.49290.41.57061.070276.090.67850.51.42621.158980.830.72620.61.28891.312883.810.76030.81.07972.006486.630.82250.91.02112.761486.370.87761.