《相平衡基础》PPT课件

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1、传质分离过程第二章传质分离过程的热力学基础?参考书1参考书2参考书3（1）豆丁网http://www.docin.com/p-371471213.html（2）小木虫http://emuch.net/bbs/各种热力学物性计算方法及其基础数据计算定压比热容计算饱和蒸汽压课内作业1.相平衡准则有哪几条？2.相平衡常数定义。3.什么是分离因子？在精馏过程中，分离因子有什么特点？4.说明逸度、活度及逸度系数、活度系数的定义及物理意义。目录2.1一些基本概念2.2状态方程法2.3活度系数法2.4相平衡常数计算方法选择2.1相平衡基本概念常见的化工单元操作，如精馏、吸收、萃取、结晶等都是有相变化的

2、过程，其研究和设计基础是相平衡、物料平衡和传递速率。相平衡在传质分离过程中占有重要地位，实际系统与平衡状态的差距是相间传质过程的推动力。相平衡是阐述混合物分离原理和计算传质推动力的基础数据。2.1.1相平衡关系（1）什么是相平衡？混合物所形成的若干相保持物理平衡而共存的状态。热力学：整个物系的自由能最小。Atequilibrium,thetotalGibbsfreeenergy(G)forallphasesisaminimum.动力学：相间表观传递速率为零。Theapparentrateofmasstransferacrossthephaseinterfaceiszero.2.1.1相平

3、衡关系（2）相平衡条件各相的温度、压力、化学位相等偏摩尔自由能，在实际应用上缺乏直观的物理意义！引入逸度。2.1.1相平衡关系（3）逸度G.N.路易斯于1901年首先采用逸度作为化学位的替代量。其定义如下：逸度的单位是压力单位，从物理意义上讲，逸度可以看作热力学压力。2.1.1相平衡关系（4）相平衡准则（常用相平衡准则）各相的温度相等、压力相等，每个组分的逸度相等。2.1.2逸度和逸度系数不同条件下的逸度（热力学压力）对纯理想气体对理想气体混合物对理想液体混合物由于逸度与压力的密切关系，为了表示非理想体系中逸度与压力的偏差，引入逸度系数。（2）逸度系数对于纯物质对于混合物气体液体对于理想

4、气体对于理想溶液0表示纯物质2.1.3活度和活度系数（1）活度定义：在某个给定温度下，混合物中一个组分的逸度和其在某一标准状态下逸度的比值称为活度。如果标准状态取相同压力和混合物相态下的纯组分，则活度表示为2.1.3活度和活度系数（2）活度物理意义：化学中，活度即某物质的“有效浓度”，或称为物质的“有效摩尔分率”。此概念由吉尔伯特·牛顿·路易斯首先提出。对于理想溶液体系气体液体理想溶液体系2.1.3活度和活度系数（3）活度系数为了表示非理想溶液中活度与摩尔分率的偏差，基于摩尔分率浓度定义的活度系数为：逸度与活度小结2.1.4相平衡常数相平衡常数（Ki）---EquilibriumRati

5、oEquilibriumRatioistheratioofmolefractionsofaspeciespresentintwophasesatequilibrium.相平衡常数定义：多组分系统达到相平衡时，某个组分在两相间的摩尔分率之比。2.1.4相平衡常数Forthevapor-liquidcase（egDistillationandAbsorption）,theconstantisreferredtoastheK-value（K值）orvapor-liquidequilibriumratio（气液平衡常数）.yi---Concentrationofanycomponentinvap

6、orxi---ConcentrationofanycomponentinliquidFortheliquid-liquidcase（eg.Extraction）,theconstantisreferredtoasthedistributioncoefficient（分配系数）orliquid-liquidequilibriumratio（液液平衡常数）.xi(1)---Concentrationofanycomponentinextractxi(2)---Concentrationofanycomponentinraffinate相平衡常数计算定义：平衡时而被公认无用应用较少状态方程法活

7、度系数法2.1.5分离因子SeparationFactor平衡分离过程，常采用分离因子表示平衡关系。在精馏过程中，分离因子由称为相对挥发度。相对挥发度对温度和压力变化不敏感，常视为常数，以简化计算。Fortheliquid-liquidcase,relativeselectivityis分离因子与1的偏离程度表示组分间分离的难易程度。Forthevapor-liquidcase,separationfacoris(2-13)(2-1