《化工原理》第四版习题答案.doc

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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 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 (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 电解液1000kg 浓缩液中 1000×0.l=100kg =0.5(质量分数) 1000×0.l=100kg =0.02(质量分数) 1000×0.8=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200×0.48=96kg,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg,故分离的量为100-4=96kg 【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 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 进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差 【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 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 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 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 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 【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10.2kPa。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 管中水柱高出槽液面2m,h2m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 【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 水的密度 【1-8】如习题1-8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 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 等压面 由以上三式,得 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 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

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