化工原理第四版课后答案.pdf
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1、1绪论【0-1】1m3水中溶解 0.05kmol CO2,试求溶液中 CO2的摩尔分数,水的密度为100kg/m3。解解 水CO2的摩尔分数【0-2】在压力为 101325、温度为 25条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求:(1)甲醇的饱和蒸气压;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示。解解(1)甲醇的饱和蒸气压(2)空气中甲醇的组成摩尔分数质量分数浓度质量浓度【0-3】1000kg 的电解液中含质量分数 10%、的质量分数 10%、的质量分数 80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含50%、2%、48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离
2、的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩液量。在全过程中,溶液中的量保持一定。解解电解液 1000kg浓缩液中10000.l=100kg=0.5(质量分数)10000.l=100kg=0.02(质量分数)10000.8=800kg=0.48(质量分数)在全过程中,溶液中量保持一定,为 100kg浓缩液量为200kg 浓缩液中,水的含量为 2000.48=96kg,故水的蒸发量为 800-96=704kg浓缩液中的含量为 2000.02=4kg,故分离的量为 100-4=96kg2第一章流体流动流流体体的的压压力力【1-1】容器 A 中的气体表压为 60kPa,容器 B 中的气体真空度为Pa。试分别求出
3、 A、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。解解标准大气压力为 101.325kPa容器 A 的绝对压力容器 B 的绝对压力【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和 157kPa,当地大气压力为 101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。解解 进口绝对压力出口绝对压力进、出口的压力差流流体体的的密密度度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为 0.4,试求该混合液在 20下的密度。解解正庚烷的摩尔质量为,正辛烷的摩尔质量为。将摩尔分数换算为质量分数正庚烷的质量分数正辛烷的质量分数从附录四查得 20下正庚
4、烷的密度,正辛烷的密度为混合液的密度【1-4】温度 20,苯与甲苯按 4:6 的体积比进行混合,求其混合液的密度。解解20时,苯的密度为,甲苯的密度为。混合液密度【1-5】有一气柜,满装时可装混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为3操作压力的表压为 5.5kPa,温度为 40。试求:(1)混合气体在操作条件下的密度;(2)混合气体的量为多少。解解混合气体的摩尔质量(1)混合气体在操作条件下的密度为(2)混合气体,摩尔体积为混合气体的量为流流体体静静力力学学【1-6】如习题 1-6 附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出 2m,当地大气压力为 101
5、.2kPa。试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?解解管中水柱高出槽液面 2m,h=2m 水柱。(1)管子上端空间的绝对压力在水平面处的压力平衡,有(2)管子上端空间的表压(3)管子上端空间的真空度(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为习题 1-6 附图4【1-7】在 20条件下,在试管内先装入 12cm 高的水银,再在其上面装入 5cm 高的水。水银的密度为,当地大气压力为。试求试管底部的绝对压力为多少 Pa。解解水的密度【1-8】如习题 1-8
6、 附图所示,容器内贮有密度为的液体,液面高度为 3.2m。容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为 2m 及 1m,容器上部空间的压力(表压)为 29.4kPa。试求:(1)压差计读数(指示液密度为);(2)A、B 两个弹簧压力表的读数。解解容器上部空间的压力液体密度,指示液密度(1)压差计读数 R=?在等压面(2)【1-9】如习题 1-9 附图所示的测压差装置,其 U 形压差计的指示液为水银,其他管中皆为水。若指示液读数为,试求 A、B 两点的压力差。解解等压面由以上三式,得习题 1-8 附图习题 1-9 附图5已知,【1-10】常温的水在如习题 1-10 附图所示的管路中流动,为测量
7、 A、B 两截面间的压力差,安装了两个串联的 U 形管压差计,指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两 U 形管的连接管中,充满空气。若测压前两 U 形压差计的水银液面为同一高度,试推导 A、B 两点的压力差与液柱压力汁的读数之间的关系式。解解设测压前两 U 形压差计的水银液面,距输水管中心线的距离为 H。在等压面处因,由上两式求得因故【1-11】力了排除煤气管中的少量积水,用如习题 1-11附图所示水封设备,使水由煤气管路上的垂直管排出。已知煤气压力为(表压),试计算水封管插入液面下的深度 h 最小应为若干米。解解流流量量与与流流速速【1-12】有密度为的液体,在内径为 60mm 的管中输送到
8、某处。若其流速为,试求该液体的体积流量、质量流量与质量流速。解解(1)体积流量(2)质量流量习题 1-11 附图习题 1-10 附图6(3)质量流速【1-13】如习题 1-13 附图所示的套管式换热器,其内管为,外管为。内管中有密度为、流量为的冷冻盐水流动。内、外管之间的环隙有绝对压力为,进、出口平均温度为,流量为的气体流动。在标准状态下,气体的密度为。试求气体和盐水的流速。解解液体内管内径液体质量流量,体积流量流速气体质量流量密度体积流量流速习题 1-13 附图习题 1-14 附图【1-14】如习题 1-14 附图所示,从一主管向两支管输送 20的水。要求主管中水的流速约为,支管 1 与支管
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