内容发布更新时间 : 2024/12/25 12:45:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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
1000kg/m3?1000kmol/m3
18 CO2的摩尔分数
x?0.05?8.99?10?4
10000.05?18【0-2】在压力为101325
Pa、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pA;(2)空气
中甲醇的组成,以摩尔分数
yA、质量分数?A、浓度cA、质量浓度?A表示。
pA
解 (1)甲醇的饱和蒸气压
lgp(2) 空气中甲醇的组成
A?7.19736?1574.99 p25?238.86A?16.9kPa
摩尔分数
yA?16.9?0.167
101.3250.167?32?0.181
0.167?32?(1?0.167)?29质量分数
?A?浓度
cA?pA16.9??6.82?10?3 kmol/m3 RT8.314?298质量浓度
?A?cAMA=6.82?10?3?32?0.218 kg/m3
NaOH质量分数10%、NaCl的质量分数10%、H2O的质量分数80%,用真空蒸发器浓NaOH 50%、NaCl 2%、H2O48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离
NaOH量保持一定。
【0-3】1000kg的电解液中含
缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含
的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩液量。在全过程中,溶液中的
解 电解液1000kg 浓缩液中
NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ?=0.5(质量分数) NaOH
1000×0.l=100kg
NaCl ?=0.02(质量分数)
=0.48(质量分数)
H2O 1000×0.8=800kg H2O ?在全过程中,溶液中浓缩液量为
NaOH量保持一定,为100kg
100/0.5?200kg
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
NaCl的含量为200×0.02=4kg,故分离的 NaCl量为100-4=96kg
第一章 流体流动
流体的压力
【1-1】容器A中的气体表压为60kPa,容器B中的气体真空度为为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。
1.2?104Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力
解 标准大气压力为101.325kPa
容器A的绝对压力
pA?101.325+60?161.325 kPa pB?101.325?12?89.325 kPa
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
p进?101.3?12?89.3 kPa p出?101. 3?157?258.3 kPa
出口绝对压力
进、出口的压力差
?p?157?(?12)?157?12?169kPa 或 ?p?258. 3?89. 3?169 kPa
流体的密度
【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 正庚烷的摩尔质量为
100kg/kmol,正辛烷的摩尔质量为114kg/kmol。
将摩尔分数换算为质量分数
正庚烷的质量分数
?1?0.4?100?0.369
0.4?100?0.6?114正辛烷的质量分数
?2?1?0.369?0.631
?1?684kg/m3,正辛烷的密度为?2?703kg/m3
10.3690.631?684703?696kg/m3
从附录四查得20℃下正庚烷的密度
混合液的密度
?m?【1-4】温度20℃,苯和甲苯按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
879kg/m3,甲苯的密度为867kg/m3。
混合液密度
3 ?m?879?.04?86?7.60?871.8k g/m【1-5】有一气柜,满装时可装
6000m3混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为
H2N2COCO2CH40.4 0.2 0.32 0.07 0.01
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
kmol。
解
T?273?40?3K1,3p?101. 3?.5 5?1.06k (绝对压力)P8a
混合气体的摩尔质量
Mm?2?0.4?28?0.2?28?0.32?44?0.07?16?0.01?18.6 kg/kmol
(1)混合气体在操作条件下的密度为
?m?pMm106.8?18.6??0.763 kg/m3
RT8.314?313(2)混合气体
V?6000m3,摩尔体积为
Mm?m?18.63m/kmol
0.763
混合气体的量为
n?V6000?0.763??246 kmolMm18.6?m流体静力学
【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101.2kPa。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,h=2m水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力
p绝
在水平面
1?1'处的压力平衡,有
p绝??gh?大气压力p绝?101200?1000?9.81?2?81580 Pa(绝对压力)(2)管子上端空间的表压
p表
习题1-6附图
p表? p绝-大气压力=81580?101200??19620 Pa
(3)管子上端空间的真空度
p真
p真=-p表=-??19620??19620 Pa
(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度
h'
h'??水h
?ccl4常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为
?ccl?1594 kg/m3
4h'?1000?2?1.25 m
1594【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
13550kg/m3,
当地大气压力为
101kPa。试求试管底部的绝对压力为多少Pa。
解 水的密度
?水=998kg/m3
p?101?103??0.12?13550?0.05?998??9.81?117.4?103Pa
【1-8】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为
1250kg/m3的液体,液面高度为3.2m。容