化工原理杨祖荣主编课后习题解答
《化工原理》课后习题答案
第一章绪论习题1.热空气与冷水间的总传热系数K值约为42.99k c a l/（m2・h・℃），试从基本单位换算开始，将K值的单位改为W/（m2・℃）。
[答案:K＝50M（m2・C）]。
解：从附录查出：1k c a l＝1.1622×10-3K W·h=1.1622W·h所以：K=42.99K c a l/（m2·h·℃）＝42.99K c a l/（m2·h·℃）×（1.1622W·h/1k c a l）＝50w/（m2·℃）。
2.密度ρ是单位体积物质具有的质量。
在以下两种单位制中，物质密度的单位分别为:S I k g/m2；米制重力单位为：k g f.s2/m4;常温下水的密度为1000k g/m3，试从基本单位换算开始，将该值换算为米制重力单位的数值。
〔答案:p＝101.9k g f/s2/m4〕解：从附录查出：1k g f＝9.80665k g·m/s2，所以1000k g/m3＝1000k g/m3×[1k g f/(9.80665k g·m/s2)]=101.9k g f·s2/m4.3.甲烷的饱和蒸气压与温度的关系符合下列经验公式：今需将式中p的单位改为P a，温度单位改为K，试对该式加以变换。
〔答案:〕从附录查出：1m m H g=133.32P a，1℃＝K－273.3。
则新旧单位的关系为：P＝P’/133.32;t＝T－273.3。
代入原式得：l g（P’/133.32）＝6.421-352/（T－273.3+261）；化简得l g P=8.546－3.52/(T-12.3).4.将A、B、C、D四种组分各为0.25（摩尔分数，下同）的某混合溶液，以1000m o l/h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔釜两股产品，进料中全部A组分、96％B组分及4％C组分存于塔顶产品中，全部D组分存于塔釜产品中。
化工原理 第二版 杨祖荣主编 习题答案 完整版
p1 = p + ρgh p 2 = p a + ρ 0 gR
题 6 附图 p + ρgh = p a + ρ 0 gR
则容器内表压： p ? p a = ρ 0 gR ? ρgh = 13600 × × ? 900 × × = kPa 7．如附图所示，水在管道中流动。为测得 A-A′、 B-B′截面的压力差，在管路上方安装一 U 形压差计， 指示液为水银。已知压差计的读数 R＝180mm，试计 算 A-A′、B-B′截面的压力差。已 知水与水银的密度 分别为 1000kg/m3 和 13600 kg/m3。 解：图中，1-1′面与 2-2′面间为静止、
此时双液体 U 管的读数为 R ' = = × 12 =
9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为 水，并沿气压管流至地沟排出。 现已知真空表的读数为 78kPa，求气 压管中水上升的高度 h。 解: p + ρgh = p a 题9 附图 3 水柱高度 h= pa ? p 78 × 10 3 = 3 = ρg 10 ×
其中： z1 = z 2 Δh = 1 2
p1 ? p 2 1 1 2 2 = (u 2 ? u1 ) + ∑ h f = 2 ? 2 ) + = ? m ρg 2g 2 × 说明 2 截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。
13．如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水，容器中的 表压为 80kPa。已知输送管路为 φ 48 × mm 的钢管，管路系 统的能量损失与流速的关系为 ΣW f = 2 （不包括出口能量 损失） ， 试求： （1） 水的流量； （2） 若需将流量增加 20％，高位槽应提高多少 m？ 解： （1）如图
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化工原理杨祖荣章习题答案完美排目录第一章流体流动与输送机械 (2)第二章非均相物系分离 (32)第三章传热 (42)第四章蒸发 (69)第五章气体吸收 (73)第六章蒸馏·································(95)第七章固体干燥 (119)第三章传热1、某加热器外面包了一层厚为300mm 的绝缘材料，该材料的导热系数为（m℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少解：22321121λλb t t b t t AQ -=-= 2、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；耐火砖b 1=230mm ，1= W/(m·℃) 绝热砖b 2=230mm ，2=(m·℃)建筑砖 b 3=240mm ，3=(m·℃)已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：（1）绝热层需几块绝热砖；（2）普通砖外侧温度为多少解：（1）b 2=230mm3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm 导热系数λ２＝（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。
若钢习题3-3 附图管的内表面温度为623Ｋ，保温层外表面温度为373Ｋ，试求每米管长的热损失及钢管外表面的温度。
解：已知钢管的内半径mm 20252501=?-=r 钢管的外半径mm 252502==r 保温层的外半径mm 5530253=+=r 根据式（3-12a ），每米管长的热损失由于是定态热传导，故各层传导的热量应该相等，可得到钢管外表面的温度t 2。
《化工原理》课本习题答案
《化工原理》课本习题答案第一章流体流动1 PA（绝）= 1.28×105 N/m2PA（表）= 2.66×104N/m22 W = 6.15吨3 F = 1.42×104NP = 7.77×104Pa4 H = 0.39m5 △P = 2041×105N/m26 P = 1.028×105Pa△h = 0.157m7 P（绝）= 18kPa H = 8.36m8 H = R PA> PB9 略10 P = Paexp[-Mgh/RT]11 u = 11.0m/s ; G = 266.7kg/m2sqm = 2.28kg/s12 R = 340mm13 qv = 2284m3/h14 τ= 1463s15 Hf = 0.26J/N16 会汽化1718 F = 4.02×103N19 略20 u2 = 3.62m/s ; R = 0.41m21 F = 151N22 v = 5.5×10-6m2/s23 =0.817 a = 1.0624 略25 P（真）= 95kPa ; P（真）变大26 Z = 12.4m27 P（表）= 3.00×105N/m228 qv = 3.39m3/h P1变小 P2变大29 qv = 1.81m3/h30 H = 43.8m31 τ= 2104s32 He = 38.1J/N33 qv =0.052m3/s=186m3/h34 qv1 = 9.7m3/h ; qv2 = 4.31m3/hqv3 = 5.39m3/h ; q,v3 = 5.39m3/h35 qvB/qvC = 1.31 ; qvB/qvC =1.05 ;能量损失36 P1（绝）=5.35×105Pa37 = 13.0m/s38 qv = 7.9m3/h39 qVCO2（上限）=3248l/h40 = 500 l/s ; τ=3×104PaF = 3×102N P = 150w41 he = 60.3J/kg42 τy = 18.84Pa μ∞ = 4.55Pa·s43 τy = 39.7Pa44 略第二章流体输送机械1 He = 15+4.5×105qV2He = 45.6J/N Pe = 4.5KW2 P = ρω2r2/2 ; Φ/ρg = u2/2g = 22.4J/N3 He = 34.6J/N ; η = 64％4 略5 qV = 0.035m3/s ; Pe = 11.5KW6 串联7 qV = 0.178m3/min ; qV, = 0.222m3/min8 会汽蚀9 安装不适宜，泵下移或设备上移10 IS80-65-160 或 IS100-65-31511 ηV = 96.6％12 不适用13 P = 33.6KW ; T2 = 101.0℃14 qV = 87.5m3/h ; 选W2第三章流体的搅拌1 略2 P = 38.7w ; P’ = 36.8w3 d/d1 = 4.64 ; n/n1 = 0.359 ; N/N1 = 100 第四章流体通过颗粒层的流动1 △φ = 222.7N/m22 △φ/L = 1084Pa/m3 V = 2.42m34 K = 5.26×10-4m2/s ; qe = 0.05m3/m25 A = 15.3m2 ; n = 2台6 略7 △V0 = 1.5L8 △V = 13L9 q = 58.4l/m2 ; τw = 6.4min10 τ = 166s ; τw = 124s11 K = 3.05×10-5m2/sVe = 5.06×10-2m3 ; V = 0.25m312 n’ = 4.5rpm ; L’/L = 2/3第五章颗粒的沉降和流态化1 ut = 7.86×10-4m/s ; ut’ = 0.07m/s2 dP = 88.8μm3 τ = 8.43×10-3s ; s = 6.75×10-5m4 dpmax = 3.6μm5 dpmin = 64.7μm ; ηP = 60％6 可完全分开7 ζRe2<488 η0 = 0.925 ; x出1 = 0.53x出2 = 0.27 ; x出3 = 0.20x出4 = 0 ; W出 = 59.9kg/day9 ε固 = 0.42 ; ε流 = 0.71 ; ΔФ = 3.14×104N/m210 略11 D扩 = 2.77m12 略第六章传热1 δ1 = 0.22m ; δ2 = 0.1m2 t1 = 800℃3 t1 = 405℃4 δ = 50mm5 (λ’-λ)/ λ = -19.7％6 略7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层8 a = 330W/m2*℃9 a = 252.5W/ m2*℃10 q = 3.69kw/m211 q1/q2 =112 w = 3.72×10-3kg/s ; w’=7.51×10-3kg/s13 Tg = 312℃14 Tw = 746K15 τ = 3.3hr16 ε A = 0.48 ; ε B = 0.4017 略18 热阻分率0.3％K’=49.0W/m2·℃ ; K,, = 82.1W/m2·℃19 w = 3.47×10-5kg/m·s ; tw = 38.7℃20 δ= 82mm21 a1 =1.29×104W/m2·℃ ; a,2 = 3.05×103W/m2·℃ ; R = 7.58*10-5m2·℃/W22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW23 R = 6.3×10-3m2·℃/W24 n = 31 ; L = 1.65m25 L = 9.53m26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m227 qm2 = 10.9kg/s ; n = 36 ; L = 2.06m ; q,m1 = 2.24kg/s28 qm = 0.048kg/s29 t2 = 76.5℃ ; t2 = 17.9℃30 t,2 = 98.2℃ ; 提高水蒸气压强T’=112.1℃31 qm1 = 1.24kg/s32 T,2 = 78.7℃ ; t,2 = 61.3℃33 T = 64.6℃ ; t2a = 123.1℃ ; t2b = 56.9℃34 t2 = 119℃35 τ = 5.58hr36 单壳层Δtm = 40.3℃ ; 双壳层Δtm’=43.9℃37 a = 781W/m2·℃38 L = 1.08m ; t2’=73.2℃39 NP = 2 ; NT = 114 ; L实 = 1.2L计 = 3.0m ; D = 460mm 第七章蒸发1 W = 1500kg/h ; w1 = 12.8％ ; w2 = 18.8％2 Δt = 12.0℃3 A = 64.7m2 ; W/D = 0.8394 W = 0.417kg/s ; K = 1.88×103W/m2·℃ ; w’= 2.4％5 t1 = 108.6℃ ; t2 = 90.9℃ ; t3 = 66℃6 A1 = A2 = 9.55m2第八章吸收1 E=188.1Mpa;偏差0.21%2 G=3.1×10-3kgCO2/kgH2O3 Cmin=44.16mg/m3水；Cmin=17.51mg/m3水4 （xe-x）=1.19×10-5；（y-ye）=5.76×10-3 ;(xe-x)=4.7×10-6 ;(y-ye)=3.68×10-35 (y-ye)2/(y-ye)1=1.33 ; (xe-x)2/(xe-x)1=2.676 τ=0.58hr7 τ=1.44×106s8 Kya=54.9kmol/m3·h ; H OG=0.291m ;液相阻力分率15.1%9 N A=6.66×10-6kmol/s·m2 ; N A’=1.05×10-5kmol/(s·m2)10 略11 略12 NOG=13 略14 略15 x1=0.0113; =2.35×10-3 ;H=62.2m16 (1)H=4.61m;(2)H=11.3m17 Gmin=0.489kmol/m2·h ; x2=5.43×10-618 HA=2.8m ; HB=2.8m19 (1)HOG=0.695m;Kya=168.6kmol/m3·h;(2)w=4.36kmol/h20 y2=0.00221 η’=0.87；x1’=0.0032522 y2’=0.000519第九章精馏1 （1）α1=2.370 ；α2=2.596 ；（2）αm=2.4842 t=65.35℃； xA=0.5123 t=81.36℃ ; yA=0.18724 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.45126 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.08527 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ;xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.29828 N=14.1 ; N1=7.9第十章气液传质设备1 EmV=0.7582 ET=41%3 N实=104 D=1.2m5 HETP=0.356m6 D=0.6m; △P/H=235.44Pa/m第十一章萃取1 (1)E=64.1kg;R=25.9kg;x=0.06;y=0.046 (2)kA=0.767;β=14.62 (1)E=92.2kg;R=87.8kg;yA=0.13; xA=0.15(2)E°=21.31kg;R°=78.69kg;yA°=0.77;xA°=0.163 (1)R=88.6kg;E=130.5kg;yA=0.0854;yS=0.862;yB=0.0526;xS=0.0746;xB=0.82 5 (2)S=119.1kg4 xA2=0.225 E1=125kg;RN=75kg;yA1=0.148;yS1=0.763;yB1=0.089;xSN=0.0672;xBN=0.9136 (1)S/B=24.9;(2)S/B=5.137 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1第十二章其它传质分离方法1 m=47.7kg2 t1=44.9℃3 a=138.3m2/g4 τB=6.83hr5 W3=0.0825;qm2=5920.3kg/h; JV1=0.0406kg/m2·s;JV2=0.0141kg/m2·s 第十三章热质同时传递的过程1 略2 (1)θ1=20℃; (2)t2=40℃;H=0.0489kg水/kg干空气3 H=0.0423kgH2O/kg干H24 (1)W=0.0156kgH2O/kg干空气(2)tw3=18.1℃5 t2=45.2℃;H2=0.026kg水/kg干气6 W=2.25kg水/kg干气7 P2=320.4kN/m28 Z=2.53m第十四章固体干燥1 =74.2%; =5.6%2 W水=0.0174kg水/kg干气; Q=87.6kJ/kg干气3 略4 (1)ΔI=1.25kJ/kg干气;(2)t2=55.9℃;(3)t2=54.7℃5 (1)t2=17.5℃;H2=0.0125kg水/kg干气 (2) =10.0%6 自由含水量=0.243kg水/kg干料结合水量=0.02kg水/kg干料。
化工原理杨祖荣1-7章习题答案(完美排版)
目录第一章流体流动与输送机械 (2)第二章非均相物系分离 (32)第三章传热 (42)第四章蒸发 (69)第五章气体吸收 (73)第六章蒸馏 (95)第七章固体干燥 (119)第三章 传热1、某加热器外面包了一层厚为300mm 的绝缘材料，该材料的导热系数为0.16W/（m ⋅℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少？ 解：22321121λλb t t b t t A Q -=-= C 3007516.025.016.005.03075o 21122321=+⨯-=+λ⨯λ-=∴t b b t t t 2、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；耐火砖 b 1=230mm ， λ1=1.05 W/(m·℃)绝热砖 b 2=230mm ， λ2=0.151W/(m·℃)建筑砖 b 3=240mm ， λ3=0.93W/(m·℃)已知耐火砖侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：（1） 绝热层需几块绝热砖；（2） 普通砖外侧温度为多少？解：（1）b 2=?m442.09.273151.013894005.123.094010002222321121=∴=-=-λ-=λ-=b b b t t b t t AQ 230mm<b 2=442mm<230×2mm则：绝热层需两块绝热砖。
校核t 2=?CC t t o o 1386.1059.273151.046.094022<=∴=- （2）t 4=?C 9.3493.024.06.1059.273o 443343=∴-==λ-=t t b t t A Q 3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm 导热系数λ２＝0.2W/（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。
化工原理(杨祖荣主编)课后习题解答
目录第一章流体流动与输送设备 (2)第二章非均相物系分离 (26)第三章传热 (32)第四章蒸发 (44)第五章气体吸收 (48)第六章蒸馏 (68)第七章干燥 (84)第八章萃取 (92)第一章 流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量molkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。
又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。
若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。
容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。
试计算液面到下方测压口的距离。
化工原理课后习题答案
第七章 吸收1,解：（1）（2） H,E 不变，则 (3)2，解：同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。
现，故HCl 在水中的扩散系数.水的缔和参数分子量粘度 分子体积4，解:吸收速率方程1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查，008.0=*y 1047.018100017101710=+=x 764.001047.0008.0===*x y m Pa mp E 451074.710013.1764.0⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==3441017.71074.75.55KPa P 9.301=2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m 0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 862.101047.00195.0===*x y m Pa mp E 531062.5109.301862.1⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==-35510875.91062.55.5509.0=y 05.0=x x y 97.0=*09.00485.005.097.0=<=⨯=*y y 吸收∴atm P 1=,293k T =,5.36=A M ,29=B M 5.215.1998.1=+=∑AV()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=L D ,6.2=α,18=s M (),005.1293CP K =μmol cm V A 33.286.247.3=+=()()s m s cm D L 29256.081099.11099.13.28005.1293136.2104.721---⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=或()()()12A A BM A P P P P RTx D N --=3107.53.10105.0m kN P A =⨯=2266.0m kN P A =212.96065.53.101m kN P B =-=226.10066.03.101m kN P B =-=()24.986.1002.9621m kN P BM =+=()()()07.566.04.983.101295314.81024.01043-⨯⨯-=--x s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=水的蒸汽压为，时间 6,解：画图7,解：塔低：塔顶：2.5N 的NaOH 液含 2.5N 的NaOH 液的比重＝1.1液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。
化工原理课后题答案
化工原理课后题答案1. 解：(1) 乙醛的饱和蒸汽压随温度的升高而增大，所以温度越高，收集到的甲醇的量就越多。
(2) 通过降低乙醛的饱和蒸汽压，如在装置中增加冷凝器，可以提高甲醇的回收率。
2. 解：(1) 乙烯的化学式为C2H4，分子量为28 g/mol。
(2) 对乙烯C2H4完全燃烧，需要的理论氧气量按照化学计量比为1:3，即每1 mol的乙烯需要3 mol的氧气。
(3) 所以，1 g乙烯需要$\dfrac{3 \times 32}{28}$ g的氧气进行完全燃烧。
3. 解：(1) 中和反应的化学方程式为：NaOH + HCl → NaCl + H2O。
(2) 摩尔质量：NaOH = 40 g/mol，HCl = 36.5 g/mol。
(3) 反应物NaOH与HCl摩尔比为1:1，所以1 g的NaOH可以与1 g的HCl完全反应。
(4) 根据化学方程式，1 mol的NaOH可以与1 mol的HCl完全反应，生成1 mol的NaCl。
(5) 所以，1 g的NaOH可以完全中和36.5 g的HCl，生成58.5 g的NaCl。
4. 解：(1) 化学反应的平衡常数K用来表示反应物浓度与产物浓度之间的比值。
(2) 如果K > 1，表示产物浓度远大于反应物浓度，反应是偏向产物一侧进行的。
(3) 如果K < 1，表示反应物浓度大于产物浓度，反应是偏向反应物一侧进行的。
(4) 如果K = 1，表示反应物浓度与产物浓度相等，反应处于平衡状态。
5. 解：(1) 工业上常用的高聚物有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
(2) 高聚物的制备通常采用聚合反应，如聚乙烯的制备通常使用乙烯单体进行聚合反应。
(3) 聚合反应一般分为自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等不同机制。
6. 解：(1) 化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的量。
(2) 影响化学反应速率的因素包括反应物浓度、反应温度、催化剂和反应物物理状态等。
化工原理杨祖荣第二版答案
化工原理杨祖荣第二版答案化工原理是化学工程专业的重要基础课程，它涉及到化学工程领域的基本原理和基础知识。
《化工原理》杨祖荣第二版是一本经典的教材，对化工原理的相关内容进行了系统的阐述和深入的分析，为学习者提供了全面而深入的理论知识。
在学习这门课程的过程中，很多同学都会遇到一些难题，尤其是对于习题的答案有时候难以找到。
因此，本文将针对《化工原理》杨祖荣第二版的习题答案进行详细的解析，希望能够帮助广大学习者更好地掌握化工原理的相关知识。
1. 习题一。
题目，某化工过程的原料A与B按化学计量比反应生成产物C。
试证明，在反应过程中，当A与B的物质量相等时，产物C的物质量最大。
解答，根据化学计量法则，化学反应的物质量平衡是根据反应物的化学计量比来确定的。
假设原料A和B的质量分别为m，n，则根据化学计量比，它们的摩尔数分别为m/M和n/N。
根据反应方程式，原料A和B生成产物C的摩尔数分别为m/M和n/N，反应结束后，产物C的质量为mM/M + nN/N。
当m = n时，产物C的质量最大。
2. 习题二。
题目，某化工装置中，通过一段塔装置，将乙醇与水混合物分离成乙醇和水两种单一组分。
试说明这个过程是属于物理变化还是化学变化？并说明理由。
解答，这个过程属于物理变化。
因为乙醇与水是物理上可分的混合物，通过塔装置的分离过程，只是通过物理手段将混合物分离成两种单一组分，没有改变其化学性质。
而化学变化是指物质在化学反应过程中发生了新的化学键的形成或断裂，导致物质的化学性质发生了变化。
3. 习题三。
题目，某反应器内进行了一种放热反应，试说明在反应过程中如何控制反应器内的温度？解答，在进行放热反应的反应器内，为了控制反应器内的温度，可以采取以下措施，首先，可以通过控制反应物的进料速率和反应物的浓度来控制反应的放热速率，从而控制反应器内的温度；其次，可以通过在反应器内加入冷却剂或者通过外部循环冷却来控制反应器内的温度；最后，可以通过控制反应器的搅拌速率和加热或冷却设备的温度来控制反应器内的温度。
化工原理-第二版-杨祖荣主编-习题答案-完整版
目录第一章流体流动与输送机械·（2）第二章非均相物系分离·（38）第三章传热·（44）第四章蒸发·（70）第五章气体吸收·（74）第六章蒸馏··（96）第七章固体干燥·（120）1. 某烟道气的组成为CO2 13％，N2 76％，H2O 11％（体积％），试求此混合气体在温度 500℃、压力 101.3kPa时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量M m = Σy i M i = (0.13 × 44 + 0.76 × 28 + 0.11× 18) × 10 ?3 = 28.98 × 10 ?3 kg/mol∴混合密度ρm =pM m 101.3 × 10 3 × 28.98 × 10 ?3 = = 0.457kg/m 3 8.31× (273 + 500) RT2．已知 20℃时苯和甲苯的密度分别为 879 kg/m3和 867 kg/m3,试计算含苯 40％及甲苯 60％（质量％）的混合液密度。
解：1ρm=ρ1a1+ ρ2a2=0.4 0.6 + 879 867混合液密度ρ m = 871.8kg/m 33．某地区大气压力为 101.3kPa，一操作中的吸收塔塔表压为 130kPa。
若在大气压力为 75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔绝压相同，则此时表压应为多少？解：p绝 = p a + p 表 = p a ＋p 表（∴ p 表 = ( p a＋p 真 )－p a = 101.3＋130) ? 75 = 156.3kPa4．如附图所示，密闭容器中存有密度为 900 kg/m3的液体。
容器上方的压力表读数为 42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上 0.55m，其读数为 58 kPa。
试计算液面到下方测压口的距离。
化工原理课后习题(参考答案)
1-28. 水的温度为10 oC，流量为330L/h，在直径φ57mmX3.5mm、长度 100m的直管中流动。此管为光滑管。（1）试计算此管路的摩擦损失； （2）若流量增加到990L/h，试计算其摩擦损失。
4-1 有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面包一层热导率 o 为0.16w/(m·C)、厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为 30 oC，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为75 oC，如图所示。 试求加热器平壁外表面温度t1。
tm，逆流
t1 t2 70 40 53.6o C 70 ln tt1 2 ln 40 t1 t2 100 10 39.1o C 100 ln tt1 2 ln 10
tm，并流
5-4 100g水中溶解1gNH3，查得20oC时溶液上方NH3平衡分压798Pa。此 烯溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E（单位为kPa）、 溶解度系数H [单位为kmol/(m3· kPa)]和相平衡常数m。总压为100kPa。
1-14. 从一主管向两支管输送20oC的水。要求主管中水的流速约为1.0m/s， 支管1与支管2中水的流量分别为20t/h与10t/h。试计算主管的内径，并从 无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。 解：查表可得20oC水的密度： 998 .2kg / m3 根据主流管流量
qm qm1 qm 2 20 10 30t / h 30000 kg / h
qv qm / 30000 / 998 .2 30.05m3 / h 流速为 v 1.0m / s
d
4qv 4 30.05 0.103 m 103 mm v .0105 1 / 17 100 / 18
化工原理课后习题解答杨祖荣主编
第二章 非均相物系分离1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3设沉降在滞流区，根据式（2-15）m/s 1002.81001.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型)2~10(1038.21001.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求（2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.71081.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：)2~10(144.01081.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。
2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？解：已知ρs =2150kg/m 3查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3当2==μρt t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理218)(23==-μρμρρρt s du g d 所以μm 3.77m 1073.721.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R ＝0.05m 处的切向速度为12m/s ，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
化工原理课后习题解答杨祖荣主编49页
第二章 非均相物系分离1、 试计算直径为30卩m 的球形石英颗粒（其密度为 2650kg/m 3）,在20C 水中和20C 常压空气 中的自由沉降速度。
3解：已知 d=30 卩 m 、p s =2650kg/m （1） 20C 水卩=1.01 x 10-3Pasp =998kg/m 3设沉降在滞流区，根据式（2-15） 校核流型 假设成立，5=8.02 x 10-4m/s 为所求（2） 20 C 常压空气 卩=1.81 x 10-5Pasp =1.21kg/m 3设沉降在滞流区 校核流型：假设成立，U t =7.18x 10-2m/s 为所求。
2、 密度为2150kg/m 3的烟灰球形颗粒在20C 空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？3解：已知 p s =2150kg/m-53查 20C 空气 卩=1.81 x 10 Pa.s p =1.21kg/m当Re t=2时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理3、直径为10卩m 的石英颗粒随20C 的水作旋转运动，在旋转半径 12m/s,,求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
解：已知 d=10 m 、R=0.05m 、 U i =12m/s设沉降在滞流区，根据式（2-15） g 改为q/ R 即 校核流型U r =0.0262m/s 为所求。
4、某工厂用一降尘室处理含尘气体，假设尘粒作滞流沉降。
下列情况下，降尘室的最大生产能力如何变化?（1）要完全分离的最小粒径由 60卩m 降至30卩m ;第1页d 3 （匚- '）g ‘18川=2所以R = 0.05m 处的切向速度为所以U i 122 -294Rg0.05 9.81（2） 空气温度由10C 升至200C; （3） 增加水平隔板数目 使沉降面积由10m 2增至30 m 2。
2d c （ P s — P ）g解：根据 U tcc s及 V s =blu tc18卩(2) 查 10C 空气 卩=1.76 x 10-5Pas‘5200C 空气 卩=2.60x 10- Pas⑶廻—理3.0V s (bl) 105、已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/ m 3。
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·························（32）
第
四
章
蒸
发··········································
·························（44）
第
五
章
气
体
吸
收··········································
pAB (1.2 1.4 1.4 0.25) (13600 1000) 9.81 241031.7Pa 241.0kPa
8．根据附图所示的双液体 U 管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝 压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为 920 kg/m3 和 998 kg/m3，压差计的读数 R＝ 300mm。两扩大室的内径 D 为 60mm，U 管的内径 d 为 6mm。
解：混合气Leabharlann 平均摩尔质量M m yi M i 0.085 44 0.075 32 0.76 28 0.08 18 28.86 103 kg / mol
∴ 混合密度
m
pM m RT
101.3103 28.86 103 8.31 (273 500)
0.455kg / m3
2．已知 20℃下水和乙醇的密度分别为 998.2 kg/m3 和 789kg/m3,试计算 50％（质量％）乙醇水 溶液的密度。又知其实测值为 935 kg/m3，计算相对误差。
·····················（48）
第
六
章
蒸
馏··········································
·························（68）
第七章 干 燥··········································
解： p绝 pa p真 pa ' p真'
p真' pa ' ( pa p真 ) 90 (101.3 85) 73.7kPa
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为 900 kg/m3 的液体。容器上 方的压力表读数为 42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口 以上 0.55m，其读数为 58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。
解：液面下测压口处压力
p p0 gz p1 gh
题 4 附图
z p1 gh p0 p1 p0 h (58 42) 103 0.55 2.36m
g
g
900 9.81
2
5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为 700mm 和 600mm。
在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为 800 kg/m3 和 1000 kg/m3。
题 7 附图
将(2)代入(1)中:
pA gh1 pB gh3 0 gR2 g(h4 h2 ) 0 gR1
3
p AB p A pB gh3 0 gR2 g(h4 h2 ) 0 gR1 gh1 g(h2 h1 h3 h4 ) 0 g(R1 R2 ) (R1 R2 )(0 )g
·························（84） 第八章 萃
取·········································· ························（92）
1
第一章 流体流动与输送机械
1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含 CO28.5％，O27.5％，N276％，H2O8％（体积％）， 试求此混合气体在温度 500℃、压力 101.3kPa 时的密度。
解：乙醇水溶液的混合密度
1 a1 a2 0.5 0.5 m 1 2 998.2 789
m 881.36kg / m3
相对误差：
m实 m m实
100%
1
881.36 935
100%
5.74%
3．在大气压力为 101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为 85kPa。若在大气压力为 90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？
p' (0 ' )Rg (13600 1.206) 0.03 9.81 4002.1Pa
∵ 空气密度较小，∴ p ' 0 Rg
7．用一复式 U 形压差计测量水流过管路中 A、B 两点的压力差。指示液为汞，两 U 形管之间充 满水，已知 h1=1.2m，h2=0.4m，h4=1.4m，h3=0.25m，试计算 A、B 两点的压力差。
（1）计算玻璃管内水柱的高度； （2）判断 A 与 B、C 与 D 点的压力是否相等。
解：（1）容器底部压力
p pa 油 gh1 水 gh2 pa 水 gh
h1
A
B
h2
C
D
h
油h1 水h2 水
油 水
h1
h2
800 0.7 0.6 1.16m 1000
题 5 附图
（2） p A pB pC pD
目录
第一章
流体流动与输送设
备··········································
···········（2）
第
二
章
非
均
相
物
系
分
离··········································
···············（26）
第
三
章
传
热··········································
解：图中 1、2 为等压面，即 p1 p2
p1 p A gh1
p2 p3 0 gR1
p A gh1 p3 0 gR1
(1)
34
3 4
又 p5 p6 pB gh3 0 gR2
1
2 56
p3 p4 p5 g(h4 h2 ) pB gh3 0 gR2 g(h4 h2 ) (2)
6．水平管道中两点间连接一 U 形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为 30mm，试分别计 算管内流体为（1）水；（2）压力为 101.3kPa、温度为 20℃的空气时压力差。
解：（1） p (0 )Rg (13600 1000) 0.03 9.81 3708.2Pa
（2）空气密度
' pM 101.3103 29 103 1.206kg / m3 RT 8.31 (273 20)