如何理解气液相平衡
气液相平衡指的是在给定的系统里,当描述变化的变量随着时间和位置的改变而保持恒定时,液态烃、气相和水这些相将会平衡共存,其中的相是指系统的某一部分具有相的物理和化学性质,具有相同的组成。
相平衡表示多相系统中各相变化达到的极限状态,此时在宏观上已经没有任何物质在相际传递,但在微观上仍有方向相反的物质在相际传递,且速度相等,故传递的净速度为零。
气液平衡的详细介绍视频
为组分的逸度;i代表组分;上角标L和V分别为液相和气相。于是汽液平衡的计算可以归结为气相中组分逸度的计算。在解决许多问题时需要气液平衡的数据。
在不同的温度、压力和组成条件下,挥发性的液体混合物(或单组分物质)与它的蒸气所构成的汽液系统达到极限状态。此时,各组分在汽、液相间从汽相向液相和从液相向汽相的传质速度相等,传质的净速度为零;表现在宏观上即为混合物(或单组分物质)在液相或汽相中其各组分的浓度恒定不变,达到汽液平衡。改变系统的温度、压力或组成条件,系统就会达到新的汽液平衡。
气液两相接触,气体溶解在液体中,造成一定的溶解度;溶于液体中的气体,作为溶质,必然产生一定的分压。当溶质产生的分压和气相中该气体的分压相等时,达到气液平衡。相平衡的建立,标志着传质达到极限,吸收过程也就停止。它是控制吸收系统操作的一个重要因素。对于大多数气体的稀溶液,气液间的平衡关系可用亨利定律表示。
在双组分溶液的气液平衡关系中用X表示
汽液相平衡,是指溶液与其上方蒸汽达到平衡时气液两相间各组分组成的关系。
理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔(Raoult)定律。
因此对含有A、B组分的理想溶液可以得出:
PA=PAoxA
(6-1a)
PB=PBoxB= PBo(1-xA)
(6-1b)
式中: PA, PB ——溶液上方A和B两组分的平衡分压,
Pa; PAo,PBo——同温度下,纯组分A和B的饱和蒸汽压,
Pa;
xA,xB——混合液组分A和B的摩尔分率。
理想物系气相服从道尔顿分压定律,既总压等于各组分分压之和。
对双组分物系:
P=PA+PB
(6-2)
式中:
P——气相总压,Pa;
PA和PB —A,B组分在气相的分压,Pa。
根据拉乌尔定律和道尔顿分压定律,可得泡点方程:
o A oBAPPppx
(6-4)式
(6-4)称为泡点方程,该方程描述平衡物系的温度与液相组成的关系。
可得露点方程式:
o BoAo B oAAppppppy
6-5 式(6-5)称为露点方程式,该方程描述平衡物系的温度与气相组成的关系。
在总压一定的条件下,对于理想溶液,只要溶液的饱和温度已知,根据A,B组分的蒸气压数据,查出饱和蒸汽压PA0, PB0, 则可以采用式(6-4)的泡点方程确定液相组成xA,采用式(6-5)的露点方程确定与液相呈平衡的气相组成yA
如何判定气液相已达到平衡状态,收集
判定气液相已达到平衡状态的方法有:温度和压力、组成和相态、物理性,其相关内容如下:
1、温度和压力:气液相平衡时的温度称为饱和温度。在饱和温度下,气液两相的化学势相等,即它们之间的平衡常数等于1。气液相平衡时的压力称为饱和压力。在饱和压力下,气液两相的体积相等,即它们之间的平衡常数等于1。
2、组成和相态:气液相平衡时,气体和液体的组成比例是一定的。因此,判断气液相是否达到平衡状态需要考虑组成是否稳定。气液相平衡时,气体和液体之间会形成一层均匀的相界面。因此,判断气液相是否达到平衡状态需要考虑相态是否稳定。
3、物理性质:气液相平衡时,气体和液体的物理性质也会发生变化。例如,液体的密度、粘度、电导率等物理性质会发生变化。因此,判断气液相是否达到平衡状态需要考虑物理性质是否稳定。
平衡状态相关信息
1、平衡状态是指一个物理或化学系统在特定条件下达到的一种状态,其中系统的各个组成部分或参数都保持相对稳定,不再发生显著的变化。这种状态可以是由于外部力的作用,如重力、电磁场或热力梯度等,或由于内部相互作用和自我调整机制而达到的。
2、在物理学中,平衡状态通常指的是机械平衡、热平衡和电平衡等。例如,在机械平衡中,一个物体在重力场中达到静止状态时,它的重力作用与支持力相互平衡,因此它的位置、速度和加速度都保持恒定。
3、在化学中,平衡状态通常指的是化学反应达到动态平衡的状态。在这种状态下,反应物和生成物之间的浓度不再发生显著的变化,反应速率等于生成速率,反应正向和逆向进行的程度相等。这种平衡状态可以通过化学平衡常数来定量描述。
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