含溶质A 摩尔分率为x A =0.2的溶液与压力为 2atm,y A =0.15的气体等温接触(此条件下的平衡关系为:p A =1.2x A ), 则此时将发生 过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y= , △x= (摩尔分率)。如系统温度略有增高,则△y将 。如系统总压略有增高,则△x将 。

题目考察知识

本题主要考察吸收过程的判断、总传质推动力的计算，以及温度和总压对传质推动力的影响，涉及相平衡关系和实际组成与平衡组成的比较。

步骤1：判断过程方向（吸收或解吸）

相平衡关系为 $p_A = 1.2x_A$（单位：atm）。

• 液相中A的平衡分压：当 $x_A = 0.2$ 时，$p_A^* = 1.2 \times 0.2 = 0.24 \, \text{atm}$。
• 气相中A的实际分压：总压 $P = 2 \, \text{atm}$，$y_A = 0.15$，则 $p_A = P y_A = 2 \times 0.15 = 0.3 \, \text{atm}$。

由于 $p_A > p_A^*$（气相中A的实际分压高于液相平衡分压），溶质A会从气相转入液相，发生吸收过程。

步骤2：计算总传质推动力 $\Delta y$ 和 $\Delta x$

总传质推动力定义为实际组成与平衡组成的差值：

$\Delta y = y_A - y_A^*$

• $y_A^*$ 为与液相 $x_A = 0.2$ 平衡的气相组成：由 $p_A^* = P y_A^*$，得 $y_A^* = \frac{p_A^*}{P} = \frac{0.24}{2} = 0.12$ )。
• $\Delta y = 0.15 - 0.12 = 0.03$。

$\Delta x = x_A^* - x_A$

• $x_A^*$为与气相 $y_A = 0.15$ 平衡的液相组成：由 $p_A = P y_A = 1.2 x_A^*$得 $x_A^*_A = \frac{P y_A}{1.2} = \frac{2 \times 0.15}{1.2} = 0.25$。
• $\Delta x = 0.25 - 0.2 = 0.05$ )。

步骤3：温度和总压对 $\Delta y$、$\Delta x$ 的影响

• 温度增高：相平衡常数 $m = \frac{p_A}{x_A}$ 通常随温度升高而增大（溶质挥发性增加）。平衡线向上移，$y_A^*$ 增大，故 $\Delta y = y_A - y_A^*$ ) 减少。
• 总压增高：由 $y_A^* = \frac{m x_A}{P}$，总压 $P$ 增大时，$y_A^*$ 减小，$x_A^* = \frac{P y_A}{m}$ 增大，故 $\Delta x = x_A^* - x_A$增加。