化工热力学课件.ppt

化工热力学课件
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第四章 流体混合物的热力学性质
枣庄学院 化学化工系
本章的学习目的:
通过本章的学习,掌握敞开体系均相混合物的基本热力学关系及计算
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配制防冻剂所需要物质的摩尔数
所需甲醇和水的体积分别为
化学位和偏摩尔性质
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例4-2
：
确定在该温度、压力状态下
(a) 用x1表示的
(b) 纯组分焓H1和H2的数值；
(c) 无限稀溶液的偏摩尔焓 的数值。
解 用x2 = 1-x1代入(A)式，并化简得
化学位和偏摩尔性质
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(a) 方法1
化学位和偏摩尔性质
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(a) 方法2
化学位和偏摩尔性质
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化学位和偏摩尔性质
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(b)
(c)
化学位和偏摩尔性质
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化学位和偏摩尔性质
将实验数据绘制成M −x2曲线图，如图4-1。欲求x2等于某值时的偏摩尔量，则在M −x2曲线上找到此点（如图中a点），过此点作曲线的切线。在数学上，切线的斜率就等于导数 的数值。根据图上的几何关系，便可证明，切线在两个边界点x2=0 和x2=1处的截距即为偏摩尔量的值。对任意广度性质（二元体系）都可用截距法求得任意浓度x2下的偏摩尔量。
ⅱ作图法
作图法的物理概念明确，但不够准确。
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化学位和偏摩尔性质
Gibbs-Duhem 方程 (吉布斯-杜亥姆)
X
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化学位和偏摩尔性质
比较式（4-18）和式（4-19）可得
Gibbs-Duhem 方程的一般形式
当T、P恒定时(广泛使用的Gibbs-Duhem方程形式)
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化学位和偏摩尔性质
当 M=G时
Gibbs-Duhem 方程的应用
(1)检验实验测得的混合物热力学性质数据的正确性；
(2)从一个组元的偏摩尔量推算另一组元的偏摩尔量。
二元系等温、等压条件下
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化学位和偏摩尔性质
只要已知从 x2=0 到 x2＝x2 范围内的 值，就
可以根据上式求另一组元在x2时的偏摩尔量 。当然还需知道纯物质的摩尔性质M1。
(4-22)
此式表明，组分1的偏摩尔量随组成的变化率必然和组分2的偏摩尔量随组成的变化率反号
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混合物的逸度与逸度系数
对于理想气体或者低压气体
为了能应用于实际高压气体，路易斯(Lewis)引入了逸度
知识回顾：纯流体的逸度（气体）

纯物质性质的计算，只要增加对组成变量的考虑，就可以推广到混合物
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混合物的组分逸度
混合物中组分i 的逸度系数的定义为：
(1) 定义 与纯物质的逸度定义相同，混合物中组分i的逸度的定义为：
称为气体混合物中组分i的分压Pi （液相时，P为饱和蒸汽压）
混合物中组分的逸度和逸度系数可以由状态方程和按一定混合规则算出的常数加以计算。
实际物质对理想气体组分逸度的校正系数
混合物的逸度与逸度系数
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(2) 组分逸度系数的计算
混合物逸度系数的基本关系式（类似纯物质P51，3-77）
混合物的逸度与逸度系数
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(2) 组分逸度系数的计算
V为显函数
P为显函数
(4-30)
(4-31)
推导
混合物的逸度与逸度系数
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混合物的逸度与逸度系数
①用RK方程计算组分逸度系数
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混合物的逸度与逸度系数
②用维里方程计算组分逸度系数
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混合物的逸度与逸度系数
二元系
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混合物的逸度与逸度系数
例4-4 计算在323K及25kPa下甲乙酮(1)和甲苯(2)等摩尔混合物中甲乙酮和甲苯的逸度系数
程序清单 数据文件
运行程序 使用说明
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混合物的逸度与逸度系数