Физико-химические расчеты по термодинамике фазовых равновесий

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Сентября 2011 в 18:09, курсовая работа

Краткое описание

Построение графика 1 зависимости давления насыщенного пара заданного вещества от температуры по данным табл.1 тетради для домашних заданий.
Построение графика 2 зависимости логарифма давления насыщенного пара заданного вещества от обратной абсолютной температуры.
Определение с помощью этих графиков мольной теплоты испарения заданного вещества.
Определение с помощью этих графиков температуры кипения заданного вещества при заданном давлении.

Содержимое работы - 1 файл

колл.docx

— 181.17 Кб (Скачать файл)
Федеральное агентство по образованию

Московский  государственный  университет

инженерной  экологии 

Кафедра ОФХ

Домашние  задания

ПО  коллоидной  ХИМИИ

 
 

  Физико-химические  расчеты по термодинамике  фазовых равновесий 

Вариант №21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Чубукова И.А.

группа  Н-43

Проверил: Мишустин А.И. 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2011 

Часть I. Однокомпонентные системы. Расчет теплоты испарения вещества и определение его температуры кипения по данным о давлении насыщенного пара при различных температурах 

Содержание  части 1  

  1. Построение  графика 1 зависимости давления насыщенного пара заданного вещества от температуры по данным табл.1 тетради для домашних заданий.
  2. Построение графика 2 зависимости логарифма давления насыщенного пара заданного вещества от обратной абсолютной температуры.
  3. Определение с помощью этих графиков мольной теплоты испарения заданного вещества.
  4. Определение с помощью этих графиков температуры кипения заданного вещества при заданном давлении.
 

Исходные  данные 

Вещество –  н-октан

Давление Р=1атм

Табл.1

t, o C 0 20 40 60 80 100 120 140
p, мм.рт.ст 2.94 10 31 77 175 354 646 1114
 
  1. Построение  графика 1 зависимости давления насыщенного пара заданного вещества от температуры по данным табл.1 (график построен в программах “Mathcad” и “Paint”)
 

    Пересчёт  величин в единицы СИ

Т = t+273, o K 

P = p*133.3, Па 

Т, o К 273 293 313 333 353 373 393 413
Р, Па 391.902 1.333Е+3 4.132Е+3 1.026Е+4 2.333Е+4 4.719Е+4 8.611Е+4 1.485Е+5
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График 1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Построение  графика 2 зависимости логарифма  давления насыщенного пара заданного  вещества от обратной абсолютной температуры
 
 
 
1/Т, o К-1 3.663Е-3 3.413Е-3 3.195Е-3 3.003Е-3 2.833Е-3 2.681Е-3 2.545Е-3 2.421Е-3
ln(Р) 5.971 7.195 8.327 9.236 10.057 10.762 11.363 11.908
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    График 2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Определение с помощью графика 2 мольной теплоты  испарения заданного вещества.
 

tgα=ΔНисп/R; 

tg α= a/b=(10.856-6.47)/(0.00356-0.00266)=4883

ΔНисп= tg α*R=4883.3*8.31=40.58 кДж/моль 

  1. Определение с помощью графика 1 температуры кипения заданного вещества при заданном давлении.

Заданное давление – 1атм=1.013Е+5 Па

 На оси  ординат находим заданное давление, проводим горизонтальную линию  до пересечения с кривой, опускаем  перпендикуляр на ось абсцисс.  Температуру кипения н-октана при давлении 1атм составляет 399 оК. 

Часть 2. Двухкомпонентные системы. Определение состава жидкопаровой смеси, температур начала и конца кипения жидкой смеси данного состава 

Содержание  части 2  

  1. Построение  фазовой диаграммы температура─состав двойной смеси.
  2. Определение температур начала и конца кипения жидкой смеси заданного состава.
  3. Определение состава первых порций пара в начале кипения.
  4. Определение состава жидкой и паровой фаз данной смеси при заданной температуре Т0 и определение соотношения количеств этих фаз по правилу рычага.
  5. Ответ на вопрос: можно ли для смеси заданного состава получить, путем дистилляции, чистый второй компонент и если нет, то почему?
 
 

    Исходные  данные:

Cмесь – вода-пиридин

Состав  смеси (X1)=0.9

t=95oC 

Х 0 8 13 29 44 52 75 87 94 99 100
У 0 28 52 63 67 71 75 77 77 88 100
t,o C 115 109 100 96 95 94 93 94 95 98 100
 
  1. Построение  фазовой диаграммы температура─состав двойной смеси (график построен в программах “Mathcad”, “Paint”)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График 3  
 
 
 

  1. Определение температур начала и конца кипения жидкой смеси заданного состава (см. график 3)
 

    Tн=94.38 оС

    Тк=98.34 оС 

  1. Определение состава первых порций пара в начале кипения.

    Состав первых порций пара определяется по абсциссе точки пересечения горизонтальной

    прямой, соответствующей  температуре начала кипения заданной смеси Тн, с кривой пара.

     У =77.5 

  1. Определение состава жидкой и паровой фаз  данной смеси при заданной температуре  Т0 и определение соотношения количеств этих фаз по правилу рычага.
 

    Соотношение количеств паровой и жидкой фаз:

     nп/nж=ВС/АВ 

           ВС/АВ=(94.5-90)/(90-77.5)=0.36

     

           Cостав жидкой фазы Х(То)=94.5

           Состав паровой фазы У(То)= 77.5 

  1. Из смеси  данного состава можно выделить чистый второй компонент (пиридин).

Информация о работе Физико-химические расчеты по термодинамике фазовых равновесий