梯度法拟合蒸汽压与温度关系模型
热力学过程的简化模型和实际分析计算
热力学过程的简化模型和实际分析计算热力学是研究物质系统在温度、压力等参数变化时宏观行为和性质的科学。
在工程、物理、化学等领域,热力学过程的分析和计算是不可或缺的。
然而,实际的热力学过程往往十分复杂,需要通过简化模型来进行研究和分析。
本文将介绍几种常用的热力学简化模型,并对这些模型在实际问题中的应用进行分析和计算。
1. 理想气体模型理想气体模型是热力学中最基本的模型之一,它假设气体分子为点粒子,分子间无相互作用力,且分子与容器壁的碰撞是完全弹性的。
理想气体状态方程可以表示为:[ PV = nRT ]其中,( P ) 表示压强,( V ) 表示体积,( n ) 表示物质的量,( R ) 为理想气体常数,( T ) 表示温度。
实际分析计算假设一个理想气体在等温条件下从容器 A 转移到容器 B,容器 A 的压强为( P_1 ),体积为 ( V_1 ),容器 B 的压强为 ( P_2 ),体积为 ( V_2 )。
根据玻意耳定律(等压变化):[ P_1 V_1 = P_2 V_2 ]我们可以计算出气体在两个容器中的密度,然后根据实际应用的需求,进一步计算出气体的质量、温度等参数。
2. 热力学循环模型在热力学中,循环模型是描述热力学系统在一定时间内完成一个或多个状态变化的过程。
常见的循环模型有卡诺循环、布雷顿-康普顿循环等。
实际分析计算以卡诺循环为例,假设一个热力学系统在高温热源 ( T_H ) 和低温冷源 ( T_C )之间进行四个状态变化:等压加热、等熵膨胀、等压冷却和等熵压缩。
我们可以根据热力学基本方程和状态方程,计算出循环的效率、功率等参数。
3. 热传递模型热传递模型用于描述热量在物质系统中的传递过程,常见的热传递方式有导热、对流和辐射。
实际分析计算假设一个平面层状物体,上下表面分别为恒温边界条件,我们可以根据傅里叶定律:[ q = -k ]计算出物体内部的温度分布。
再根据实际需求,我们可以计算出物体表面的热流密度、热阻等参数。
气液两相流循环温度和压力预测耦合模型
气液两相流循环温度和压力预测耦合模型I. 前言A. 研究背景和意义B. 国内外研究现状C. 研究目的和内容II. 理论基础A. 气液两相流的基本概念B. 循环温度和压力的影响因素C. 预测模型的基本原理III. 模型建立A. 模型的假设条件和前提B. 模型的数学描述和算法公式C. 模型参数的选择和验证IV. 模型实验与分析A. 实验流程和条件B. 实验数据的采集和处理C. 实验结果的分析和比较V. 结论和展望A. 实验结论的总结和归纳B. 存在的问题和改进措施C. 后续研究方向和建议VI. 参考文献(注:以上内容仅供参考,具体模板和章节数量可根据实际需要进行调整)I. 前言气液两相流循环温度和压力预测耦合模型是一种在流体工程领域广泛应用的模型,其主要作用是对流体循环系统中温度和压力的变化进行预测和控制,以实现系统的稳定运行。
本文旨在以此为基础,通过文献梳理和综述分析,全面阐述气液两相流循环温度和压力预测耦合模型的研究背景、意义、国内外研究现状、研究目的和内容。
A. 研究背景和意义随着工业技术的不断进步和发展,流体循环系统已经广泛应用于很多领域,例如能源、石化、制药、环保等领域。
在流体循环系统运行过程中,温度和压力是两个重要的参数。
温度的变化会影响到流体的物理性质和化学反应速率,从而对系统的稳定性、可靠性和效率产生重要影响;而压力的变化会直接影响到流体的流动状态、输送效率和泵的工作状态。
因此,开发一种能够准确预测和控制温度和压力的模型,对于改善流体循环系统的运行效率、降低能源消耗、提高生产效益具有重要的实际意义和经济意义。
B. 国内外研究现状气液两相流循环温度和压力预测耦合模型的研究已经引起了国内外学术界和工业界的广泛关注和重视。
在国内研究方面,交通大学的韩开泰教授等人曾经提出了一种基于计算流体力学(CFD)的气液两相流循环温度和压力预测模型,通过对流体流动过程的数值模拟,实现了对温度和压力的预测和仿真。
一种对流传质传热模拟方法:考虑土豆片中三种不同流体速度
一种对流传质传热模拟方法:考虑土豆片中三种不同流体速度王小勇;刘显茜【摘要】许多文献报道了土豆片干燥模拟方法.然而,其并没有清晰解释传热传质耦合机理.本文建立一个模型来描述土豆片中的温度演化和水分迁移.创新点是考虑到土豆片中存在三种不同流体速度以及认为材料物理变量之间相互影响.模拟证明计算结果与文献实验具有良好的拟合度.同时研究了不同的风温,风速以及空气相对湿度对干燥的影响.%Many simulation methods of drying potato slices were reported. However, this did not explain the coupled mechanism of heat and mass transfer clearly. A model is built to describe the temperature evolution and moisture immigrates of potato slices. The innovation point is considering that the coefficients will alter over other physical variables and the existence of three different fluid velocity in the porous medium. Then, a good fitting between literature experiment and calculation result can be observed. And, the effects of parameters such as temperature, air velocity and air relative humidity towards drying rate are researched.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)008【总页数】5页(P176-180)【关键词】耦合机制;流体速度;物理变量【作者】王小勇;刘显茜【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,昆明650500;昆明理工大学机电工程学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TK1240 引言食品干燥是一个重要的工业生产部门。
环己烷的饱和蒸汽压的测定讲解
环己烷的饱和蒸汽压的测定PB10xxxxxxxxx中国科学技术大学材料科学系摘要:本实验根据克拉贝龙-克劳修斯方程,运用动态法研究环己烷的饱和蒸气压与温度的关系,并计算其摩尔汽化热。
在实验中了解了真空泵、气压计的使用方法及注意事项。
关键词:饱和蒸气压摩尔汽化热动态法克拉贝龙-克劳修斯方程序言:本实验研究的是单组分体系气-液相平衡:定温下把液体放在真空容器中,液体开始蒸发变成气体态,气态物质又可重新回到液体中。
达到平衡时,通过液体表面进出的分子数相等,定温下液体与其自身的蒸气达到平衡时的蒸气压就是液体的饱和蒸气压;蒸发1摩尔液体需要吸收的热量即为该温度下液体的摩尔汽化热H;饱和蒸汽压与摩尔汽化热之间的关系可以用克拉贝龙-克劳修斯方程表示:d d v a p ml n p THR T =∆2当液体与外界大气压相通,并且液体的饱和蒸气压与外界压强相等时,液体沸腾,此时的温度称为沸点.沸点是随着外压的改变而变化的。
若温度改变的区间不大,ΔH可视为为常数。
积分上式得:ln 'P A HRT=-∆ lnP 与1/T 有线性关系。
作图可得一直线,斜率为-RΔH。
因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热ΔH 。
本实验采用的是在不同外部压力下测定液体沸点的动态法。
即测量多组不同气压下的沸点,并通过直线拟和计算出纯水的摩尔汽化热。
本实验操作较为复杂,应注意保证体系中不要混入空气,以免影响实验结果。
实验部分:(一)仪器DTC-2AI 控温仪1台南京南大万和科技有限公司WYB-I 型真空稳压包2台 南京南大万和科技有限公司 U 型压力计1个江苏省常州市东风仪表厂JJ-1型增力电动搅拌器1台 江苏金坛市环宇科学仪器厂 SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵1台 郑州长城科工贸有限公司1/10℃温度计1个 福廷式压力计1个 平衡管1个 (二)药品 环己烷液体 (三)操作步骤 1)装置概述平衡管由三个相连通的玻璃球构成,顶部与冷凝管相连。
化工工程中的拟合法与模型参数计算
化工工程中的拟合法与模型参数计算化工工程领域是一个综合性极强的行业,它涉及到从化学合成到传输管道的各个领域。
在这个大领域的各个方面都涉及了模型建立、评价和预测。
模型基于实验数据,其中包括对数据进行统计学分析的数据分析,在很多情况下,使用拟合法和参数计算来建立和评价模型。
因此,本文将针对拟合法和模型参数计算在化工工程中的应用做出阐述。
一、数据拟合法1.1 了解拟合法及其应用拟合法是一种基于数据分析和统计分析的分析工具,它的应用广泛,在算法和数学方法方面有很大的发展。
通俗来讲,拟合法就是用一条曲线或一组曲线来接近实验数据,以得到该曲线的参数(如斜率、截距等),从而提取出有用的关系,建立模型。
在化学合成、化工制造等领域,拟合法的应用非常广泛。
举例来说,当我们需要测定某个化学反应的连续性时,我们就需要准确地知道哪些参数对反应过程产生了影响。
因此,我们可以测量不同时间点上反应的浓度和温度,然后将这些数据进行拟合,并利用这些结果来预测反应物转化率和反应速率等参数。
不仅仅是在反应级别上,拟合法还可以用于应对管道、设备组件等工艺或物理过程,以及企业经营管理等过程的拟合。
1.2 了解不同的拟合法类型通常情况下,拟合法可以被分为两大类:线性拟合法和非线性拟合法。
线性拟合法是在数据中找到一个最接近的线性模型,该数据是彼此之间的线性关系,并且线性模型通常被用来预测下一次实验或事项。
非线性拟合法,另一方面,则是更加通用的方法,它适用于各种各样的数据类型,包括数据之间的非线性关系。
其实现通常是基于一条曲线并拟合实验数据点,以形成一个带有估计参数的通用模型。
1.3 拟合法的优点和局限性拟合法在化学品合成、化工制造、信号处理、流程控制和管理科学、医学等众多领域中都具有极高的应用价值。
对于从生物化学到机械加工的各种可测量和可量化的数据类型,拟合法都可以提供一个出色的工具来确定模型、预测变量和制定策略。
拟合法在解决真实问题时也有其局限性。
蒸汽压曲线斜率
蒸汽压曲线斜率蒸汽压曲线斜率蒸汽压曲线斜率是热力学中一个重要的概念,该概念的理解对于研究物质相变过程以及热力学系统的稳定性具有重要意义。
蒸汽压曲线斜率在化学、物理等领域中有广泛应用,在这些领域的研究中发挥着重要的作用。
本文将从两个方面来介绍蒸汽压曲线斜率,即理论意义和实际应用。
理论意义:蒸汽压曲线斜率是通过分析物质相变过程的热力学性质得到的,它是描述相变临界点和相变速率之间关系的一个重要参数。
蒸汽压曲线斜率通常通过斯特姆-塞尔皮奥连关系来计算,斯特姆-塞尔皮奥连关系是描述液体蒸发的方程,它可以表示蒸汽压曲线斜率与温度、压力之间的关系。
在相变过程中,蒸汽压曲线斜率的变化可以反映物质在不同温度下相变速率的变化,从而提供了相变速率和相变温度之间的重要信息。
蒸汽压曲线斜率不仅可以用于描述单纯物质的相变过程,还可以应用于混合物的分离提纯和化学反应过程的研究,对于提高生产效率和优化工艺具有重要意义。
实际应用:蒸汽压曲线斜率在实际应用中有着广泛的应用。
首先,在化学工程中,蒸汽压曲线斜率的变化可以用于优化蒸汽吸收过程和蒸汽调剂过程,从而提高能源利用率和生产效率。
其次,在石油化工领域,蒸汽压曲线斜率也是研究石油分馏过程中的重要参数,通过调节沸点,可以实现对石油组分的分离和纯度的提高。
此外,在气候科学中,蒸汽压曲线斜率被广泛应用于气象学和大气科学中,它是分析和预测天气变化和气候变化的重要工具。
通过研究蒸汽压曲线斜率的变化,可以对全球气候变化和极端天气事件进行更准确的预测和分析。
综上所述,蒸汽压曲线斜率是热力学中一个重要的概念,它在物质相变过程和热力学系统的稳定性研究中具有重要意义。
蒸汽压曲线斜率的理论意义在于描述相变临界点和相变速率之间的关系,而在实际应用方面,它在化学、物理、气象学等领域中有着广泛的应用。
通过对蒸汽压曲线斜率的研究,不仅可以提高生产效率和优化工艺,还可以对天气变化和气候变化进行更准确的预测和分析。
蒸汽重整器的模型分析-COMSOL实验报告2
蒸汽重整器的模型分析-COMSOL实验报告2实验:蒸汽重整器的模型分析一.实验目的利用COMSOL 软件,构建并研究蒸汽重整器的模型,分析流速分布、质量分数分布、压力分布以及温度分布情况。
二.实验原理1.蒸汽重整器图1 一种蒸汽重整器的结构本实验分析如图1所示的结构。
其中间部分为多孔介质,内含催化反应的催化剂,也是反应的加热区域。
蓝色部分为其外壳。
其中间的圆形通道中通过原料气,当其通过加热的催化剂时即被催化重整为产物。
本实验中的反应为:222833106CO H O H H C +→+。
这是一种水蒸气重整制氢的方法,由于氢气的存储和运输难度很高、成本较大,所以此装置和原理常被用于现场制氢。
对于催化重整器的优化,主要聚焦在如何使反应更充分上,因此本实验需要分析其流速分布、温度分布以及更重要的质量分数分布上。
对于柱体中心对称的结构,本实验分析其四分之一的部分。
对于催化层,我们可以选择多孔介质传递模块及浓物质传热模块,使用层流模型和传热模型。
三.实验主要步骤或操作要点1.选择模型因为该模型在空间中,所以选用三维模型。
绘制模型:利用简单的平面几何模型画出带孔的四分之一圆,然后进行拉伸成三维模型。
2.参数、材料、电场仿真设置2.1设置全局参数:2.2材料选择这里额外选择了材料:空气,位于模型的圆孔内。
2.3场条件设置本实验选择了层流、两个流体传热,一个用于圆孔间的传热,一个用于圆孔外材料的传热,还有达西定律以及浓物质传递。
2.3.1层流设置层流对出口、入口、通道壁的位置以及流体的对称性做了限制设置。
2.3.2流体传热设置这里对圆孔外的物质的流入的温度、流出的位置、圆孔壁以及外壳的热通量、热源的区域以及外壳的固体属性做了设置。
热通量:热源1:固体1:2.3.3达西定律这里对模型流入、流出的压力分布进行了设置。
压力:2.3.4浓物质传递这里对浓物质C3H8、CO2、H2的流入流出以及反应源进行了设置。
流入流出:反应源:2.3.5流体传热2这里对流过圆孔物质的流入温度,流出位置以及热通量做了设置。
饱和水蒸气密度与压力及温度的回归方程
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液体饱和蒸汽压与温度关系
6.83
3.46
0.15P /Kpa
56.2
62.5
66.3
70.5
74.3
78.3
81.9
86.1
90.7
94.1
97.4lnP
10.94
11.04
11.10
11.16
11.22
11.27
11.31
11.36
11.42
11.45
11.49根据表1数据作P-T图
100.0
80.0压强
P60.0
Pa 1mmHg = 133.322pa换算得1 bar = 750.064mmHg
4.本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压,为什么?
答:
可以,虽然溶剂和溶质的蒸气压
汽各不相同,但一种溶液只有一种综合的蒸气压,不同的溶液有不同的蒸气压
液体饱和蒸汽压与温度关系
一、实验目的
1.学习动态法测定液体饱和蒸汽压与温度的关系。
2.使用克劳修斯-克拉佩龙关系式计算水的气化热。
3、掌握气压计、U型管压差计夫人使用的方法和蒸空泵的使用。
4、学习excel处理实验数据。
二、实验原理
在一定温度下与液体处于平衡状态时蒸气的压力称为该温度下的饱和蒸汽压。液体的蒸汽压是随着温度的改变而改变的,当温度升高时有更多的高动能的分子能够由液面逸出,因而蒸汽压增大。当蒸汽压与外界压力相等时,液体就沸腾。外压不同时液体的沸点也就不同,把1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。
液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用户克劳修斯-克拉佩龙方程式表示:
dInp/dT=—ΔH
汽/RT2
在温度较小的变化范围内,H
汽可视为常数,对上式积分得:
第四章 蒸汽压
15
20℃时 将T=293.2K代入式(1)得pis*=13.3Pa 150℃时 将T=423.2K代入式(2)得到piL*=26400Pa
计算气相的摩尔浓度和质量浓度时,假设 1,2,4,5-四 甲基苯气体是理想气体(pV=nRT)得到 Cig=nig/Vg=Pi*/RT 得 Cig(20℃)=5.5×10-6(mol· L-1)=7.3×10-4 (g· L-1)
iL i*L RT ln xiL RT ln iL
在一定温度下,当液体-蒸汽压平衡时,得到:
( RT ln ig RT ln iL ) pi / p0 ln xiL RT
0 GiE RT ln( p / p ) g iL
7
* vapGi RT ln piL
Tb vap Si (Tb ) vap Hi (Tb )
因此,在沸点条件下,液态化合物分子能够逃逸出去,这是因为获 得蒸发熵超过是化合物分子凝聚的焓引力。
* piL 与温度的关系可以用范德华方程表示:
d ln piL* vap H i (T ) dT RT 2
8
假设在一定温度范围内,ΔvapHi是恒定的,我们就可与 以对上式积分。因此在一个较小的温度范围内(如环境温度 通常在0~30℃之间),Pi L*与温度的关系可以表示为:
化合物将以液态或固态存在。 相反,如果自由能为负值,化合物在正常条件(25℃,
100 kPa)下是气态。
例如:在25 ℃,100 kPa的条件下,C1~C4烷烃是气态, C5~ C17烷烃是液体,多于18个C原子的烷烃是固体。
3
Figure 4.1 Vapor pressure at 25°C of n-alkanes as a function of chain length. The subcooled liquid vapor pressures have been calculated by extrapolation of p,; values determined above the melting point (Eq. 4-8). Data from Daubert (1997) and Lide (1995).
06章-Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体
比Ge、Si等困难。到50年代末,科学工作者应用水平布里奇曼法
(HB)、温度梯度法(GF)和磁耦合提拉法生长出了GaAs、InP单晶,但
由于晶体太小不适于大规模的研究。
•
1962年Metz等人提出可以用液封直拉法(LEC)来制备化合物半导
体晶体,1965~1968年Mullin等人第一次用三氧化二硼(B2O3)做液封剂, 用LEC法生长了GaAs、InP等单晶材料,为以后生长大直径、高质量
(b)甲烷正四面体模型
•
另一种认为在闪锌矿型晶体结构中,除Ga-和As+
形成的共价键外,还有Ga3+和As3-形成的离子键,因
此Ⅲ-V族化合物的化学键属于混合型。
• 由于离子键作用,电子云的分布是不均匀的,它有向 V族移动的趋向,即产生极化现象。这样导致在V族 原子处出现负有效电荷,Ⅲ族原子处出现正有效电荷。
• 在室温下,电子处在主能谷中,因为在室温时电子从晶体那 里得到的能量只有0.025eV,很难跃迁到X处导带能谷中去。
• 电子在主能谷中有效质量较小(m=0.07m0),迁移率大;而在 次能谷中,有效质量大(m=1.2m0),迁移率小,但状态密度比 主能谷大。
•
当外电场超过一定值时,电子可由迁移率大的主能谷转移
• 红、橙、黄、绿、蓝、靛(青)、紫 • 红:780-630nm • 橙:630-590nm • 黄:590-550nm • 绿:(550-490nm), • 蓝:(490-440nm), • 紫:(440-380nm).
• 发光的颜色是由能隙决定的,通过控制GaP中的掺杂剂可 以使GaP发出不同的光。
6-2 砷化镓单晶的生长方法
• 本节要点: • 掌握III-V族化合物的平衡相图的分析方法 • 砷化镓单晶的生长方法:水平布里奇曼法
饱和水蒸气密度与压力及温度的回归方程
Pressure + 0. 000 448 Else If Pressure ≥0. 01 And Pressure < 0. 03 Then Density = - 10. 4 3 Pressure ^2 + 6. 566 3 Pressure + 0. 003 55 Else If Pressure ≥0. 03 And Pressure < 0. 031 Then ……
★ Chongqing University , China ① 关于饱和水蒸气的热力性质 ,国际专门组织已制定发 表了国际框架表 ,表中所列数据被公认为是可靠的 。由于 计算机技术的发展 ,通过插值法计算表中未列出的数据的 方法 ,已不再适用于计算机处理大批数据 ,有必要将数据公 式化 ,这样既适合计算机处理大批数据 ,又可以将此公式作 为经验公式用于工程计算 。本文利用 Excel 软件中回归分 析的功能推导出饱和水蒸气密度与压力及密度与温度的回
4. 00
0. 049 74
0. 025
6. 206 0
0. 70
0. 272 74
4. 50
0. 044 02
0. 030
5. 230 8
0. 80
0. 240 30
5. 00
0. 039 41
0. 040
3. 994 9
0. 90
0. 214 84
6. 00
0. 032 41
0. 050
3. 241 5
By Liu Zhanguo ★, Zhou Qiguo and Yu Lan
A b s t r a c t Ma ki n g us e of t h e s of t w a r e Ex c e l d e d u c e s r e g r e s s i o n e q u a t i o ns of s a t u r a t e d v a p o u r , f i t t i n g t h e r e l a t i o ns hip s of d e ns i t y2p r e s s u r e a n d d e ns i t y2t e mp e r a t u r e . P r e s e n t s a n e w me t ho d of r e g r e s s i ve i n t e rp ol a t i on , whi c h i s s imp l e a nd e a s y t o us e . B y us i ng t he s e r e g r e s s i on e q u a t i o ns a n d VB6. 0 l a n g u a g e gi v e s t h e a p p l i e d s u bp r o g r a mm e .
乙醇饱和蒸汽压的测定
液体饱和蒸气压的测定 1. 实验目的(要求)(1) 掌握等压管测定液体饱和蒸气压的原理和方法。
(2) 了解蒸气压的概念和影响因素。
(3) 学会应用克-克方程,求得乙醇的摩尔气化热。
(4) 学会温度计露出校正方法。
2. 实验原理(概要)在一定温度下,纯液体与其蒸气达到相平衡状态时的压力,称为该液体在此温度下的饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与液体的本性及温度等因素有关,纯液体饱和蒸气压随温度上升而增加。
根据热力学理论可以导出饱和蒸气压与温度的关系式,此式称克拉贝龙-克劳修斯方程,简称克-克方程。
其微分式如下:2mvap d ln d RTH T p ∆= (S20-1)式中p 为纯液体饱和蒸气压,T 为绝对温度,△vap H m 为液体的摩尔气化热,R 为通用气体常数。
当上述各物理量用SI 制单位时,R = 8.314 J ּmol -1ּK -1。
在一定外压下,纯液体与其蒸气达到气液平衡时的温度称为沸点。
因此,克-克方程也表示纯液体的外压p 与沸点T 的关系。
在101325 Pa 的外压下,纯液体的沸点称为正常沸点。
纯液体的气化热随温度上升而降低。
通常温度下,气化热随温度变化较小,在临界温度附近,气化热急剧下降。
在临界温度时,纯物质气化热为零。
当远离临界温度,而且温度变化较小时,气化热△vap H m 可视为常数。
对式(S20-1)不定积分,得:C TR H p +⋅∆-=1ln m vap(S20-2)式中,C 为不定积分常数。
由此式可知,ln p 与1/T 成直线关系。
以1n p 与1/T 的实验值作图,应得直线,若直线斜率为m ,则:△vap H m = - mR(S20-3)此△vap H m 为实验温度范围内的平均摩尔气化热。
根据热力学推导,液体气化热与温度的关系式为:)l ()g ()(m p,m p,mvap C C TH -=∂∆∂(S20-4)式中,C p,m (g )及C p,m (l ) 分别为纯物质饱和蒸气及饱和液体的恒压摩尔热容。
蒸气压计算
蒸气压计算你是否有过这样的经验:将一瓶水放到烈日下暴晒几小时,然后打开瓶盖时会听到很小的“嘶嘶”声?这是所谓的“蒸气压”原理导致的。
在化学中,蒸气压是密封容器中的物质蒸发时,也就是转化为气体时对容器壁施加的压力。
[1]要计算特定温度下的蒸气压,需要使用克劳修斯-克拉珀龙方程:ln(P1/P2) = (ΔH vap/R)((1/T2) - (1/T1))。
你也可以使用拉乌尔定律来计算蒸气压:P溶液=P溶剂X溶剂。
使用克劳修斯-克拉珀龙方程写出克劳修斯-克拉珀龙方程。
根据蒸气压随时间的变化率来计算蒸气压的公式被称为克劳修斯-克拉珀龙方程,它以物理学家鲁道夫•克劳修斯和伯诺瓦•保罗常使用的就是这一公式。
公式写作:ln(P1/P2) = (ΔH vap/R)((1/T2) -(1/T1))。
其中,各变量的含义如下:ΔH vap:液体的汽化焓。
这个值通常可以在化学课本后的表格中查到。
R:理想气体常数,即8.314 J/(K × Mol)。
T1:蒸气压已知时的温度,或起始温度。
T2:求蒸气压时的温度,或最终温度。
P1和P2:温度为T1和T2时的蒸气压。
2将已知值代入公式中。
由于克劳修斯-克拉珀龙方程有很多不同的变量,所以看上去有些复杂,但掌握了正确的信息后,方程其实并不难。
最基础的蒸气压问题会给出两个温度值和一个压力值,或给出两个压力值和一个温度值。
有了这些已知条件后,解题就很简单了。
例如,假设题目告诉我们,温度为295 K时,装满液体的容器的蒸气压为1个标准大气压(atm)。
题目问:“温度为393 K时,蒸气压等于多少?”我们已知两个温度值和一个压力值,所以可以使用克劳修斯-克拉珀龙方程来求出另一个压力值。
将已知值代入变量中,得到ln(1/P2) = (ΔH vap/R)((1/393) - (1/295))。
注意,克劳修斯-克拉珀龙方程必须使用开尔文温度值。
而压力值可以使用任意单位,只要P1和P2保持统一即可。
饱和蒸汽压和温度的计算关系式
饱和蒸汽压和温度的计算关系式在表1中给出了采⽤Antoine公式计算不同物质在不同温度下蒸⽓压的常数A、B、C。
其公式如下lgP=A-B/(t+C) (1)式中:P—物质的蒸⽓压,毫⽶汞柱;1mm汞柱=133.3Pa,⼀个标准⼤⽓压约760mm汞柱t—温度,℃。
公式(1)适⽤于⼤多数化合物;⽽对于另外⼀些只需常数B与C值的物质,则可采⽤(2)公式进⾏计算lgP=-52.23B/T+C (2)式中:P—物质的蒸⽓压,毫⽶汞柱;这是所有单位的换算:1兆帕(MPa)=145磅/英⼨2(psi)=10.2千克/厘⽶2(kg/cm2)=10巴(bar)=9.8⼤⽓压(atm)1磅/英⼨2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克/厘⽶2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068⼤⽓压(atm)1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英⼨2(psi)=1.0197千克/厘⽶2(kg/cm2)=0.987⼤⽓压(atm) 1⼤⽓压(atm)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/英⼨2(psi)=1.0333千克/厘⽶2(kg/cm2)=1.0133巴(bar)名称分⼦式范围(℃) A B C银 Ag 1650~1950 公式(2) 250 8.76氯化银 AgCl 1255~1442 公式(2) 185.5 8.179 三氯化铝 AlCl3 70~190 公式(2) 115 16.24 氧化铝 Al2O3 1840~2200 公式(2) 540 14.22 砷 As 440~815 公式(2) 133 10.800 砷 As 800~860 公式(2) 47.1 6.692 三氧化⼆砷 As2O3 100~310公式(2) 111.35 12.127 三氧化⼆砷 As2O3 315~490 公式(2) 52.12 6.513 氩 Ar -207.62~-189.19 公式(2) 7.81457.5741 ⾦ Au 2315~2500 公式(2) 385 9.853 三氯化硼 BCl3 …… 6.18811 756.89 214.0 钡 Ba 930~1130 公式(2) 350 15.765 铋 Bi 1210~1420 公式(2) 200 8.876 溴 Br2 …… 6.83298 113.0 228.0 碳 C 3880~4430 公式(2) 540 9.596 ⼆氧化碳 CO2 …… 9.64177 1284.07 268.432 ⼆硫化碳 CS2 -10~+160 6.85145 1122.50 236.46 ⼀氧化碳 CO -210~-160 6.24020 230.274 260.0 四氯化碳 CCl4 …… 6.93390 1242.43 230.0 钙 Ca 500~700 公式(2) 195 9.697 钙 960~1100 公式(2)370 16.240 镉 Cd 150~320.9 公式(2) 109 8.564 镉 500~840 公式(2) 99.9 7.897 氯 Cl2 …… 6.86773 821.107 240⼆氧化氯 ClO2 -59~+11 公式(2) 27.26 7.893 钴 Co 2374 公式(2) 309 7.571 铯 Cs 200~230 公式(2) 73.4 6.949铜 Cu 2100~2310 公式(2) 468 12.344 氯化亚铜 Cu2Cl2 878~1369 公式(2) 80.70 5.454 铁 Fe 2220~2450 公式(2)309 7.482 氯化亚铁 FeCl2 700~930 公式(2) 135.2 8.33氢 H2 -259.2~-248 5.92088 71.615 276.337 氟化氢 HF -55~+105 8.38036 1952.55 335.52 氯化氢 HCl -127~-60 7.06145 710.584 255.0 溴化氢 HBr -120~-87 8.4622 1112.4 270溴化氢 -120~-60 6.88059 732.68 250碘化氢 HI -97~-51 公式(2) 24.16 8.259 碘化氢 -50~-34 公式(2) 21.58 7.630 氰化氢 HCN -85~-40 7.80196 1425.0 265.0氰化氢 -40~+70 7.29761 1206.79 247.532 过氧化氢 H2O2 10~90 公式(2) 48.53 8.853 ⽔② H2O 0~60 8.10765 1750.286 235.0 ⽔③ 60~150 7.96681 1668.21 228.0 硒化氢 H2Se 66~-26 公式(2) 20.21 7.431 硫化氢 H2S -110~83 公式(2)20.69 7.880 碲化氢 H2Te -46~0 公式(2) 22.76 7.260 氦 He …… 16.1313 282.126 290汞 Hg 100~200 7.46905 1771.898 244.831 汞 200~300 7.7324 3003.68 262.482 汞 300~400 7.69059 2958.841 258.460 汞400~800 7.7531 3068.195 273.438 氯化汞 HgCl2 60~130 公式(2) 85.03 10.888 氯化汞 130~270 公式(2) 78.85 10.094氯化汞 HgCl2 275~309 公式(2) 61.02 8.409 氯化亚汞 Hg2Cl2 … 8.52151 3110.96 168.0 碘 I2 … 7.26304 1697.87 204.0钾 K 260~760 公式(2) 84.9 7.183 氟化钾 KF 1278~1500 公式(2) 207.5 9.000 氯化钾 KCl 690~1105 公式(2) 174.5 8.3526 氯化钾 1116~1418 公式(2) 169.7 8.130 溴化钾 KBr 906~1063 公式(2) 168.1 8.2470 溴化钾 1095~1375 公式(2) 163.8 7.936 碘化钾 KI 843~1028 公式(2) 157.6 8.0957 碘化钾 1063~1333 公式(2) 155.7 7.949 氢氧化钾 KOH 1170~1327 公式(2) 136 7.330 氪 Kr -188.7~-169 公式(2) 10.065 7.1770 氟化锂 LiF 1398~1666 公式(2) 218.4 8.753镁 Mg 900~1070 公式(2) 260 12.993 锰 Mn 1510~1900 公式(2) 267 9.300 钼 Mo 1800~2240 公式(2) 680 10.844 氮N2 -210~-180 6.86606 308.365 273.2⼀氧化氮 NO -200~161 公式(2) 16.423 10.084 ⼀氧化氮 -163.7~148 公式(2) 13.04 8.440 三氧化⼆氮 N2O3 -25~0 公式(2) 39.4 10.30 四氧化⼆氮 N2O4 -100~-40 公式(2) 55.16 13.40 四氧化⼆氮 -40~-10 公式(2) 45.44 11.214 五氧化⼆氮 N2O5 -30~+30 公式(2) 57.18 12.647 氯化亚硝酰 NOCl -61.5~-5.4 公式(2) 25.5 7.870 肼 N2H4 -10~+39 8.26230 1881.6 238.0 肼 39~250 7.77306 1620.0 218.0 钠 Na 180~883 公式(2) 103.3 7.553 氯化钠 NaF 1562~1701 公式(2)218.2 8.640 氯化钠 NaCl 976~1155 公式(2) 180.3 8.3297 氯化钠 1562~1430 公式(2) 185.8 8.548 溴化钠 NaBr1138~1394 公式(2) 161.6 4.948 碘化钠 NaI 1063~1307 公式(2) 165.1 8.371 氰化钠 NaCN 800~1360 公式(2)155.52 7.472 氢氧化钠 NaOH 1010~1402 公式(2) 132 7.030 氖 Ne …… 7.57352 183.34 285.0 镍 Ni 2360 公式(2) 309 7.600 四羰基镍 Ni(CO) 4 2~40 公式(2) 29.8 7.780 氧 O2 -210~-160 6.98983 370.757 273.2 臭氧 O3 …… 6.72602 566.95 260.0 磷(⽩磷) P 20~44.1 公式(2) 63.123 9.6511 磷(紫磷) P 380~590 公式(2) 108.51 11.0842 磷化氢 PH3 ……6.70101 643.72 256.0 铅 Pb 525~1325 公式(2) 188.57.827 氯化铅 PbCl2 500~950 公式(2) 141.98.961 铂 Pt1425~1765 公式(2) 486 7.786 铷 Rb 250~370 公式(2) 76 6.976 氡 Rn …… 6.6964 717.986 250硫 S …… 6.69535 2285.37 155.0 ⼆氧化硫 SO2 …… 7.32776 1022.80 240.0 三氧化硫 SO3 24~48 公式(2) 43.45 10.022锑 Sb 1070~1325 公式(2) 189 9.051 三氯化锑 SbCl3 170~253 公式(2) 49.44 8.090 硒 Se …… 6.96158 3256.55 110.0⼆氧化硒 SeO2 …… 6.57781 1879.81 179.0 硅 Si 1200~1320 公式(2) 170 5.950 四氯化硅 SiCl4 -70~+5 公式(2) 30.1 7.644 甲硅烷 SiH4 -160~112 公式(2) 12.69 6.996 ⼆氧化硅 SiO2 1860~2230 公式(2) 506 13.43 锡 Sn 1950~2270 公式(2) 328 9.643 四氯化锡 SnCl4 -52~-38 公式(2) 46.74 9.824 锶 Sr 940~1140 公式(2) 360 16.056铊 Tl 950~1200 公式(2) 120 6.140 钨 W 2230~2770 公式(2) 897 9.920 氙 Ke …… 6.6788 573.480 260锌 Zn 250~419.4 公式(2) 133 9.200甲烷 XH4 固体③ 7.69540 532.20 275.00 甲烷液体 6.61184 339.93 266.00 氯甲烷 CH3Cl -47~-10 公式(2) 21.988 7.481 三氯甲烷 CHCl3 -30~+150 6.90328 1163.03 227.4 ⼆苯基甲烷 C13H12 217~283 公式(2) 52.36 7.967 氯溴甲烷 CH2ClBr -10~+155 6.92776 1165.59 220.0 硝基甲烷 CH3O2N 47~100 公式(2) 39.914 8.033 ⼄烷 C2HS …… 6.80266 656.40 256.00 氯⼄烷 C2H5Cl 65~+70 6.80270 949.62 230溴⼄烷 C2H5Br -50~+130 6.89285 1083.8 231.7 均⼆氯⼄烷 C2H4Cl2 …… 7.18431 1358.46 232.2 均⼆溴⼄烷 C2H4Br2…… 7.06245 1469.70 220.1 环氧⼄烷 C2H4O -70~+100 7.40783 1181.31 250.60 偏⼆氯⼄烷 C2H2Cl2 0~30 公式(2)31.706 7.909 1,1,2⼀三氯⼄烷 C2H3Cl3 …… 6.85189 1262.57 205.17 丙烷 C3H8 …… 6.82973 813.20 248.00 正氯丙烷C3H7Cl 0~50 公式(2) 28.894 7.593 环氧丙烷(1,2) C3H6O -35~+130 7.06492 1113.6 232正丁烷 C4H10 …… 6.83029 945.90 240.00 异丁烷 C4H10 …… 6.74808 882.80 240.00 正戊烷 C5H12 …… 6.85221 1064.63 232.000 异戊烷 C5H12 …… 6.78967 1020.012 233.097 环戊烷 C5H10 …… 6.88676 1124.162 231.361 正⼰烷C6H14 …… 6.87776 1171.530 224.366 环已烷④ C6H12 -50~200 6.84498 1203.526 222.863 正庚烷 C7H16 …… 6.90240 1268.115 216.900 正⾟烷 C8H18 -20~+40 7.37200 1587.81 230.07 正⾟烷 20~200 6.92374 1355.126 209.517 异⾟烷(2-甲基庚烷) C8H18 …… 6.91735 1337.468 213.963 正壬烷 C9H20 -10~+60 7.26430 1607.12 217.54 正壬烷 60~230 6.93513 1428.811 201.619 正癸烷 C10H22 10~80 7.31509 1705.60 212.59 正癸烷 70~260 6.95367 1501.268 194.480 正⼗⼀烷C11H24 15~100 7.3685 1803.90 208.32 正⼗⼀烷 100~310 6.97674 1566.65 187.48 正⼗⼆烷 C12H26 5~120 7.35518 1867.55 202.59 正⼗⼆烷 115~320 6.98059 1625.928 180.311 正⼗三烷 C13H28 15~132 7.5360 2016.19 203.02 正⼗三烷132~330 6.9887 1677.43 172.90 正⼗四烷 C14H30 15~145 7.6133 2133.75 200.8正⼗四烷 145~340 6.9957 1725.46 165.75 正⼗五烷 C15H32 15~160 7.6991 2242.42 198.72 正⼗五烷 160~350 7.0017 1768.42 158.49 正⼗六烷 C16H34 …… 7.03044 1831.317 154.528 正⼗七烷 C17H36 20~190 7.8369 2440.20 194.59 正⼗七烷 190~320 7.0115 1847.12 145.52 正⼗⼋烷 C18H38 20~200 7.9117 2542.00 193.4 正⼗⼋烷 200~350 7.0156 1883.73 139.46 正⼗九烷 C19H40 20~40 8.7262 3041.10 207.30 正⼗九烷 160~410 7.0192 1916.96 131.66 正⼆⼗烷 C20H4225~223 8.7603 3113.0 204.07 正⼆⼗烷 223~420 7.0225 1948.7 127.8 ⼄烯 C2H4 …… 6.74756 585.00 255.00 氯⼄烯C2H3 Cl -11~+50 6.49712 783.4 230.0 1,1,2⼀三氯⼄烯 C2HCl3 …… 7.02808 1315.04 230.0 苯⼄烯 C8H8 …… 6.92409 1420.0 206丙烯 C3H6 …… 6.81960 785.0 247.00 丁稀-1 C4H8 …… 6.84290 926.10 240.00 顺-2-丁烯 C4H8 …… 6.86926 960.100 237.00 反-2-丁稀 C4H8 …… 6.86952 960.80 240.00 2-甲基丙烯-1 C4H8 …… 6.84134 923.200 240.00 1,2⼀丁⼆烯 C4H6 -60~+80 7.1619 1121.0 251.00 1,3⼀丁⼆烯 C4H6 -80~+65 6.85941 935.531 239.554 2-甲基丁⼆稀-1,3 C5H8 -50~+956.90334 1080.966 234.668 ⼄炔 C2H2 -140~-82 公式(2) 21.914 8.933 甲醇 CH4O -20~+1407.87863 1473.11 230.0 苯甲醇 C7H8O 20~113 7.81844 1950.3 194.36 苯甲醇 113~300 6.95916 1461.64 153.0 ⼄醇 C2H6O ……8.04494 1554.3 222.65 正丙醇 C3H8O …… 7.99733 1569.70 209.5 异丙醇 C3H8O 0~113 6.66040 813.055 132.93 正丁醇 C4H10 75~117.5公式(2) 46.774 9.1362 特丁醇 C4H10 …… 8.13596 1582.4 218.9 ⼄⼆醇 C2H6O2 25~112 8.2621 2197.0 212.0 ⼄⼆醇112~340 7.8808 1957.0 193.8 ⼄醛 C2H4 O -75~-45 7.3839 1216.8 250⼄醛 -45~+70 6.81089 992.0 230丙酮 C3H6O …… 7.02447 1161.0 224⼆⼄基酮 C5H10O …… 6.85791 1216.3 204甲⼄酮 C4H3O …… 6.97421 1209.6 216甲酸 CH2O2 …… 6.94459 1295.26 218.0 苯甲酸 C7H6O2 60~110 公式(2) 63.82 9.033 ⼄酸 C2H4O2 0~36 7.80307 1651.2 225⼄酸 36~170 7.18807 1416.7 211丙酸 C3H6O2 0~60 7.71553 1690 210丙酸 60~185 7.35027 1497.775 194.12 正丁酸 C4H8O2 0~82 7.85941 1800.7 200正丁酸 82~210 7.38423 1542.6 179⽉硅酸 C12H24O2 164~205 公式(2) 74.386 9.768 ⼗四烷酸 C14H28O2 190~224 公式(2) 75.783 9.541 ⼄酐 C4H6O3 100~140 公式(2) 45.585 8.688 顺丁烯⼆酸酐 C4H2O3 60~160 公式(2) 46.34 7.825 邻苯⼆甲酸酐 C3H4O3 160~285公式(2) 54.92 8.022 酷酸⼄醋 C4H8 O2 -20~+150 7.09808 1238.71 217.0 甲酸⼄酯 C3H6O2 -30~+235 7.11700 1176.6 223.4 醋酸甲酯 C3H6O2 …… 7.20211 1232.83 228.0 苯甲酸甲酯 C8H8O2 25~100 7.4312 1871.5 213.9 苯甲酸甲酯100~260 7.07832 1656.25 95.23 甲酸甲酯 C2H4O2 …… 7.13623 1111.0 229.2 ⽔杨酸甲酯 C8H8O3 175~215 公式(2)48.67 8.008 氨基甲酸⼄酯 C3H7O2N …… 7.42164 1758.21 205.0 甲醚 C2H6O …… 6.73669 791.184 230.0 苯甲醚 C7H8O …… 6.98926 1453.6 200⼆苯醚 C12H10O 25~147⑤ 7.4531 2115.2 206.8 ⼆苯醚 147~325 7.09894 1871.92 185.84 甲⼄醚 C3H8O 0~25 公式(2)26.262 7.769 ⼄醚 C4H10O …… 6.78574 994.195 210.2 甲胺 CH5N -93~-45 6.91831 883.054 223.122 甲胺 -45~+506.91205 838.116 224.267 ⼆甲胺 C2H7N -80~-307.42061 1085.7 233.0 ⼆甲胺 -30~+65 7.18553 1008.4 227.353 三甲胺C3H9N -90~-40 7.01174 1014.2 243.1 三甲胺 -60~+850 6.81628 937.49 235.35 ⼄胺 C2H7N -70~-20 7.09137 1019.7 225.0⼄胺 -20~+90 7.05413 987.31 220.0 ⼆⼄胺 C4H11N -30~+100 6.83188 1057.2 212.0 三⼄胺 C6H15N 0~130 6.8264 1161.4 205.0 苯胺 C6H7N …… 7.24179 1675.3 200⼆甲替甲酰胺 C3H7ON 15~60 7.3438 1624.7 216.2 ⼆甲替酰胺 60~350 6.99608 1437.84 199.83 ⼆苯胺 C12H11N 278~284公式(2) 57.35 8.008 间硝基苯胺 C6H6O2N2 190~260 公式(2) 77.345 9.5595 邻硝基苯胺 C6H5O2N2 150~260 公式(2) 63.881 8.8684 对硝基苯胺 C6H6O2N2 190~260 公式(2) 77.345 9.5595 苯酚 C6H6O …… 7.13617 1518.1 175.0 邻甲酚 C7H8O …… 6.97943 1479.4 170.0 间甲酚 C7H8O …… 7.62336 1907.24 201.0 对甲酚 C7H8O …… 7.00592 1493.0 160.0α-萘酚 C10H8O …… 7.28421 2077.56 184.0 β-萘酚 C10H8O …… 7.34714 2135.00 183.0 苯⑥ C6H6 …… 6.90565 1211.033 220.790 氯苯 C6H5Cl 0~42 7.10690 1500.0 224.0 氯苯 42~230 6.94594 1413.12 216.0 邻⼆氯苯 C6H4Cl2 ……6.92400 1538.3 200⼄苯 C8H10 …… 6.95719 1424.255 213.206 氟苯 C6H5F -40~+180 6.93667 1736.35 220.0 硝基苯 C6H6O2N 112~209 公式(2) 48.955 8.192 甲苯 C7H8 …… 6.95464 1341.800 219.482 邻硝基甲苯 C7H7O2N 50~225 公式(2) 48.114 7.9728间硝基甲苯 C7H7O2N 55~235 公式(2) 50.128 8.0655 对硝基甲苯 C7H7O2N 80~240 公式(2) 49.95 7.9815 三硝基甲苯C7H5O6N3 …… 3.8673 1259.406 160邻⼆甲苯 C8H10 …… 6.99891 1474.679 213.686 间⼆甲苯 C8H10 7.00908 1462.266 215.105 对⼆甲苯 C8H10 6.99052 1453.430 215.307 ⼄酰苯 C8H8O 30~100 公式(2) 55.117 9.1352 ⼄腈 C2H3N …… 7.11988 1314.4 230丙烯腈 C3H3N -20~+140 7.03855 1232.53 222.47 氰 C2N2 -72~-28 公式(2) 32.437 9.6539 氰 C2N2 -36~-6 公式(2)23.75 7.808 萘 C10H8 …… 6.84577 1606.529 187.227 α-甲基綦 C11H10 …… 7.06899 1852.674 197.716 β-甲基萘C11H10 …… 7.06850 1840.268 198.395 蓖 C14H10 100~160 公式(2) 72 8.91蓖 223~342 公式(2) 59.219 7.910 蓖醌 C14H3O2 224~286 公式(2) 110.05 12.305 蓖醌 285~370 公式(2) 63.985 8.002 樟脑 C10H16O 0~18 公式(2) 53.559 8.799 咔唑 C12H9N 244~352 公式(2) 64.715 8.280 芴 C13H10 161~300公式(2) 56.615 8.059 呋喃 C4H4O -35~+90 6.97533 1010.851 227.740 吗啉 C4H9ON 0~44 7.71813 1745.8 235.0 吗啉44~170 7.16030 1447.70 210.0 菲 C14H10 203~347 公式(2) 57.247 7.771 喹啉 C9H7N 180~240 公式(2) 49.72 7.969噻吩 C4H4S -10~180 6.95926 1246.038 221.354 草酸 C2H2O4 55~105 公式(2) 90.5026 12.2229 光⽓ COCl2 -68~+68 6.84297 941.25 230氨⑥ NH3 -83~+60 7.55466 1002.711 247.885 氯化铵 NH4Cl 100~400 公式(2) 83.486 10.0164 氰化铵 NH4CN 7~17 公式(2) 41.481 9.978。
饱和蒸汽压与温度的关系
饱和蒸汽压与蒸汽温度关系1.用Antoine公式ln(P)=9.3876-3826.36/(T-45.47)【T在290~500K之间】P:MPaT:KP=0.11MPa时,T=375.47K=375.47-273.15=102.32CP=0.15MPa时,T=384.54K=384.54K-273.15=111.39C2.饱和蒸汽压与蒸汽温度之间有一经验公式曰克拉佩龙方程(Clapeylon):lnPs=-(DH/(RTh))+BDH:水的摩尔蒸发热R:气体通用常数ln:自然对数B:克拉佩龙方程经验公式的截距另一常用形式为:ln(P2/P1)=(DH/R)((1/T1)-(1/T2))DH:水的摩尔蒸发热R:气体通用常数ln:自然对数P2:绝对温度T2时的饱和蒸汽压P1:绝对温度T1时的饱和蒸汽压P1=0.098MPa时,T1=373.2K,DH=40.63kJ/mol,R=8.318J/molP2=0.11MPa时,(1/T2)=(1/T1)-R(ln(P2/P1))/DH=0.00266T2=376.5,t2=T2-273.2=103.3蒸汽压纯物质的饱和蒸气压与温度间的函数关系式。
在一定温度下,液态和固态的纯物质都有相应的饱和蒸气压。
当温度升高时,饱和蒸气压大体呈指数关系上升。
采用仅含少量参数的蒸气压方程关联饱和蒸气压与温度数据,可以概括大量实验信息。
这样便于数据的收集、贮存和取用。
饱和蒸气压是重要的化工基础数据,常用于标准态逸度、蒸发热、升华热(见热化学数据)及相平衡关联等方面的计算。
早期的蒸气压方程有1794年提出的普罗尼方程:1841年提出的雷德方程:两者都是经验方程。
以上两式中p°为饱和蒸气压;t为摄氏温度;A、B、C、α、β和γ均为方程参数。
1834年,法国化学家B.-P.-┵.克拉珀龙分析了包含汽液平衡的卡诺循环后,提出饱和蒸气压的理论方程。
1850年德国化学家R.克劳修斯为此方程作了严格的热力学推导,并把它推广到其他相平衡系统。
液体饱和蒸汽压测定-实验报告
液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1.明确液体饱和蒸汽压的意义,熟悉纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系以及克劳休斯-克拉贝农方程。
2.了解静态法测定液体饱和蒸汽压的原理。
3.学习用图解法求解被测液体在试验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。
二、实验原理1.热力学原理通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。
蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。
当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变。
当外压为101.325kPa 时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:2mvap d ln d RT H T p ∆= (1)式中,R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。
假定Δvap H m 与温度无关,或因温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得:C TR H p +⋅∆-=1ln m vap (2)其中C 为积分常数。
由此式可以看出,以ln p 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为 RH mvap ∆-,由斜率可求算液体的Δvap H m 。
2.实验方法静态法测定液体饱和蒸气压,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压,有升温法和降温法二种。
本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置。
平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。
平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压力计相连。
A 内装待测液体,当A 球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B 管与C 管的液面处于同一水平时,则表示B 管液面上的(即A 球液面上的蒸气压)与加在C 管液面上的外压相等。
多效蒸发器温度梯度
多效蒸发器(Multi-Effect Evaporator, MEE)是一种用于提高蒸发效率的蒸发设备,它通过将加热介质在不同效间循环使用,从而实现热能的多次利用,减少能源消耗。
在多效蒸发器中,温度梯度是指各个蒸发效之间温度变化的规律。
在理想的多效蒸发器中,温度梯度是指从第一效到最后一效,加热介质的温度逐渐降低。
这是因为在蒸发过程中,热量被传递给溶液,使其蒸发,而蒸发后的蒸汽通常会带走一部分热量。
因此,为了保持有效的蒸发速率,每一效的温度都需要比前效低,以确保有足够的热量供应。
温度梯度的控制对于多效蒸发器的效率至关重要。
如果温度梯度过大,可能会导致第一效的蒸发速率过快,而最后一效的蒸发速率过慢,影响整体的蒸发效率。
反之,如果温度梯度过小,可能会导致能量浪费,因为每一效的温度都偏低,无法充分利用热能。
为了优化多效蒸发器的温度梯度,通常会采用以下措施:
1. 合理设计:在设计多效蒸发器时,需要根据溶液的性质和蒸发速率要求,确定合适的效果数量和温度分布。
2. 热量平衡:通过计算每个效的热量输入和输出,确保热量在不同效之间合理分配。
3. 控制蒸汽压力:通过控制每个效的蒸汽压力,可以调节每个效的温度,从而实现所需的热量传递。
4. 优化操作条件:通过调整加热功率、蒸汽流量和溶液流量等操作条件,可以优化温度梯度。
5. 热媒体管理:选择合适的加热介质,并管理好热媒体在不同效间的流动和温度,以实现稳定的温度梯度。
多效蒸发器的设计和操作需要综合考虑多种因素,以确保蒸发过程的高效和节能。
通过精确控制温度梯度,可以提高蒸发效率,减少能源消耗,并提高产品的质量和产量。
热力学方法选择-proii学习必备
热力学方法选择-proii学习必备应用指南对于选择适当的热力学计算方法,本章给出了简单的经验规则。
概述通常,对于任意给定的应用都有几个合适的热力学方法。
用户应该尝试确定哪个方法最能描述全流程,同时尽量选择最简单的、最适当的热力学选项。
用户应该牢记最好的热力学方法与实际最相符合。
当可以得到实验或实际操作数据时,有必要试几个选项并比较其结果,以获得最可行的模型。
下面指南被分成四个基本应用类型,它们是:z炼油和气体处理z天然气z石油化工z化学和环境对于每一种应用,所遇到的各种类型的单元操作都推荐了热力学方法。
21.1炼油和气体加工应用水处理由于多数含水系统,用较简单的烃热力学方法同时用缺省水倾析选项完全可以满足模拟需要。
这些方法是:SRK、PRCS、GS、CSE、GSE、IGS、BK10、BWRS。
对于这些方法中的每个方法,溶解在烃相中的水量是用SIMSCI或KEROSENE关联式计算。
SIMSCI方法是依据水在纯组分中的溶解度,而KEROSENE关联式是依据《API技术手册》中图9A1.4给出的水在煤油中的溶解度。
此外,可用状态方程法SRK和PR计算水溶解度。
剩余的水可作为纯液态水物流倾析,该纯水物流的性质可通过用饱和水性质或用水的全keynan和keyes状态方程来计算。
如果水以过热蒸汽状态存在,应使用keynan和keyes方程。
PRO/II用系统温度下水的蒸汽压来计算蒸汽相中水的量,用户可以选择内置物流表(缺省)或《GPSA数据手册》中图20-3来计算水蒸汽压。
GPSA值应该用于高于2000psia(136大气压)的天然气系统。
对于烃在水中溶解度很大的系统,应该用一个更准确的方法。
推荐使用kabadi-Danner 对SRK状态方程的修正式(SRKKD)。
该方法可以通过用METHOD语句上的SYSTEM(VLLE)=SRKKD或KVALUE(VLLE)=SRKKD来选择。
SRKKD方法进行严格的汽-液-液平衡计算来预算水在烃相中的量和烃在水相中的量。
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实验二 梯度法拟合蒸汽压与温度关系模型
一、实验目的
1) 掌握梯度法拟合的基本算法以及理解其普适性
2) 编写梯度法拟合蒸汽压与温度关系的VB 程序
3) 通过实例对程序进行验证,并注意比较初值对运行速度和结果的影响
二、实验原理
基于最小二乘原理,函数拟合的目标是使拟合函数和实际测量值之间的差的平方和为最小。
梯度法的计算步骤为:
(1) 选择初始值0U
(2) 用树脂法(或解析法)计算偏导数i
u f ∂∂ (3) 计算搜索方向向量:)(U f S k -∇=
(4) 在k S 方向上作一维搜索,即求解单变量(λ)优化问)(k k S U f λλϕ+=)(,
由一维搜索的解k,求出新点k k k k S U U λ+=+1
(5) 作停止搜索判别,若不满足精度要求,返回步骤(2),重复进行计算,梯度法停止搜索的判据为ε≤∇)k U f (。
三、实验内容
利用梯度法用Antoine 公式⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=C T B A e p 拟合DEM 饱和蒸汽压和温度之间的关系。
分析Antoine 公式的形式,如果采用解矛盾方程法求解,在进行函数和变量变换后,仍需对C 的优化求解,而采用梯度,可之间优化求解,优化函数为)()(71i i C T B A P e
U f -=∑=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-
下表为7组DEM 饱和蒸汽压和温度数据。
序号
温度 饱和蒸汽压 1
-23.7 0.101 2
-10 0.174 3
0 0.254 4
10 0.359 5
20 0.495 6
30 0.662 7 40 0.880
编写VB 代码如下,需考虑初值对计算速度和结果的影响。
Private Sub Command1_Click()
Dim m, n As Integer
m = 6
Dim i, j, k As Integer
Dim A, B, C, F, ee, P(1 To 10), T(1 To 10)
Dim A1, B1, C1, TA, TB, TC, TT, f1, f2, f3
Dim sd, W, S, EY, XX, YY
'(由dem.dat输入实验数据
XX = Array(-23.7, -10, 0, 10, 20, 30, 40) '注意下标的起点处理(加0)
YY = Array(0.101, 0.174, 0.254, 0.359, 0.495, 0.662, 0.88) '注意下标的起点处理(加0)
Print "直接读数据文件后计算"
Open "Book1.xslx" For Input As 1
For i = 1 To m
Input #1, XX, YY
T(i) = XX(i)
T(i) = 273.15 + T(i)
P(i) = YY(i) * 7600
Print T(i), P(i)
Next i
Close i
A = Val(InputBox("A")) '指定初值
B = Val(InputBox("B")) '指定初值
C = Val(InputBox("C")) '指定初值
1000 F = 0
For i = 1 To m
ee = FNP(A, B, C, T(i), P(i))
ee = ee ^ 2
F = F + ee
Next i
f1 = 0
A1 = A + 0.000001 * A
'print"A,A1=";A,A1
For i = 1 To m
ee = FNP(A1, B, C, T(i), P(i))
ee = ee ^ 2
f1 = f1 + ee
TA = (f1 - F) / (0.000001 * A)
'print f1,F,TA
'A=val(inputbox("A"))
f2 = 0
B1 = B + 0.00001 * B
For i = 1 To m
ee = FNP(A, B1, C, T(i), P(i))
ee = ee ^ 2
f2 = f2 + ee
Next i
TB = (f2 - F) / (0.00001 * B)
f3 = 0
C1 = C + 0.00001 * C
For i = 1 To m
ee = FNP(A, B, C1, T(i), P(i))
ee = ee ^ 2
f3 = f3 + ee
Next i
TC = (f3 - F) / (0.00001 * C)
TT = TA ^ 2 + TB ^ 2 + TC ^ 2
TT = Sqr(TT)
If TT > 0.001 Then
A = A - 0.005 * TA
B = B - 1.5 * TB
C = C - 0.001 * TC
GoTo 1000
Else
End If
Print
sd = 0
For i = 1 To m '//计算绝对平均相对误差sd = sd + Abs(FNSD(A, B, C, T(i), P(i))) / P(i) Print FNSD(A, B, C, T(i), P(i))
Next i
sd = sd / m
Print
Print "A,B,C="; A, B, C
Print "sd="; sd '//打印绝对平均相对误差
Public Function FNP(A, B, C, T, P)
FNP = (A - B / (T + C)) - Log(P)
End Function
四、实验结论
实验运行结果如下图:
实验运行结果不完全,据分析是由于代码编写出错,少设计了一部分导致,但由于本人能力有限,没有找到错误点,故未进行修改。