混合液体、气体密度的计算.

4、真空表测得某设备内真空度为 450mmHg ，当地大气压仍为1atm， 问设备内绝压为多少kPa？ 解：1atm＝ 101325 N/m2； 760mmHg =1atm =101325N/m2； 绝压＝大气压－真空度； ＝101325 — 450/760×101325 ＝41.33×103 ＝41.33 kPa
压） 时的密度为__________________。
8、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________ ,
__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。
9．某气柜的容积为6 000 m3，若气柜内的表压力为5.5 kPa， 温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H2 40%、 N2 20% 、CO 32%、CO2 7%、CH4 1%，大气压力为 101.3 kPa，试计算气 柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数
＝ ＝
pM RT
110 28.84 8.314 3300 ＝1.27 kg/m
3、压强表测得某反应塔内表压强为 0.25 Mpa，当
地大气压为1atm, 问塔内绝对压强为多少 N/m 2 ？ 解: 1atm=101325 N/m2 ； 绝压＝表压 + 大气压； = 0.25 ×106+101325 = 351325 N/m2；
《化工生产基础》 第二章 混合液体、气体密度计算
教师
1、用密度计测得293K时，98%的硫酸的相 对密度为1.84，求293K时98%的硫酸的密度 和10t硫酸的体积。 解：已知 m=10t =10000kg 求： ？、V？
∵ ＝ d相· 水 ∴ ＝1000· 1.84 ＝1000 · d相 又∵ = m V ∴V = 10000 m3
ρm = 1372.36 kg/m3
6、已知干空气的组成为：O2：21%、N2：78%和 Ar（氩 气是一种无色、无味的惰性气体，分子量 39.938 ， 分子式为 Ar------稀有气体是单原子气体）：1%（均 为体积%）， 试求干空气在压力为 9.81×104Pa 及温度为 100℃ 时的密度。
解：首先将摄氏度100℃换算成开尔文 T=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 Mm= 32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96 kg/kmol
根据式
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气体的平均密度为：
＝0.916 kg/m3；
7、空气在标准状态下密度为1.29 kg/m3 ， 在0.25Mpa下（绝
某化工厂的湿式气柜（见图）内径为 10m，钟罩总质量为10000kg，计算时忽略钟 罩所受的浮力。 问：气柜内气体压强（表压）为多少时 才能将钟罩顶起（离开水面）？
解：圆筒钟罩截面积 A=0.785×（10）2 =78.5 m2 钟罩内气体作用在此截面上的压力 等于钟罩的总质量时才能将钟罩托起。 所以，气柜内的压强为： P = F/A=mg/A =10000×9.81/78.5 =1249.68pa(表压)
例 1 一端蒙橡皮膜的玻璃筒，插入水中，所图所示， 在逐渐下插的过程中，橡皮膜 ( B ) A． B． C． D． 逐渐下凸 逐渐上凸 保持不变 不好判断
例 2 底面积相同的量杯和量筒内倒入相等质量的水， 则水对底部压强大小关系是 A．量筒较大 B.量杯较大 ( A ) C.一样大 D．无法判断
解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= （85.3×103—20×103）Pa =65.3kPa （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=（101.33×103—65.3×103） =36.03kPa
例题、本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层 高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度 h2=0.6m、 密度ρ2=1000kg/m3。 （1）判断下列两关系是否成立， 即 pA=p'A pB=p'B （2）计算水在玻璃管内的高度 h。 解：（1）判断题给两关系式是否成立， pA=p'A的关系成立。 因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内， 并在同一水平面上。 所以截面A-A'称为等压面。
pB=p'B的关系不能成立。 因 B 及 B'两点虽在静止流体的同一水平 面上，但不是连通着的 同一种流体，即截面B-B'不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度 h 由上面讨论知，pA=p'A，而 pA=p'A都可以用流体静力学基 本方程式计算， 即：pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2 pA'=pa+ρ2gh 于是 pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得：h=1.16m；
练习： 1. 如图所示，一个圆柱形玻璃管侧壁上开有甲、乙、 丙三个孔，孔上扎有橡皮膜．往管内注满水后可以看到三 个孔上的橡皮膜都向外凸出，其中凸出最多的是 ( C )
各组分的质量：
10．若将密度为830 kg/ m3的油与密度为710 kg/ m3 的油各60 kg混在一起，试求混合油的密度。设混合油 为理想溶液。 解（方法一）：
解（方法二）
11．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa， 乙地区的平均大气压力为101.33 kPa，在甲地区 的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少 才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相 同？
5、已知硫酸与水的密度分别为 1830kg/m3与
998kg/m3，试求含硫酸为 60%（质量）的硫酸水溶 液的密度为若干。
解：根据式
1 m 1 m 1 m
1
=w
1
1
+ w +，，，，+
2
2
wn n
= 0 .6
1830
+ 0 .4
998
=（3.28+4.01）10-4；
= 7.29×10-4；
1840
＝1840 kg/m3
=5.44 m3
2、已知空气组成的体积分数为21%的氧和79%的氮， 求在300K和110kPa时空气的密度。 解：由于气体的体积分数即摩尔分数，空气的平均摩 尔质量为： ∵ M空＝M氧y1氧+M氮y氮 ∴ M空＝32· 21% +28· 79% M空＝28.84 kg/kmol