化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)
化工原理第四版下册答案
化工原理第四版下册答案化工原理是化学工程专业的一门重要课程，它涉及到化工工艺、原理、设备等方面的知识。
本文将针对化工原理第四版下册的答案进行详细解析，希望能够帮助学习者更好地理解和掌握相关知识。
第一章，化工原理概述。
在化工原理概述这一章节中，主要介绍了化工原理的基本概念、发展历程以及与其他学科的关系。
通过学习这一章节，我们可以了解到化工原理的研究对象、研究内容以及其在化学工程领域中的地位和作用。
第二章，物质的结构与性质。
物质的结构与性质是化工原理中的重要内容，它涉及到物质的微观结构和宏观性质。
学习这一章节，我们可以了解到物质的基本结构、物质的性质与结构之间的关系，以及不同物质在化工过程中的应用。
第三章，化工热力学。
化工热力学是化工工程中的基础课程，它主要研究能量转化和能量传递的规律。
通过学习这一章节，我们可以了解到热力学基本概念、热力学定律、热力学过程等内容，从而为后续的化工工艺设计和优化提供理论支持。
第四章，化工动力学。
化工动力学主要研究化学反应速率、反应机理以及影响反应速率的因素。
通过学习这一章节，我们可以了解到化学反应速率方程、反应速率常数、反应动力学模型等内容，从而为工程实践中的反应器设计和控制提供理论指导。
第五章，化工流体力学。
化工流体力学是研究流体在化工过程中的运动规律和传热、传质等过程的科学。
学习这一章节，我们可以了解到流体的基本性质、流体流动的基本方程、流体的黏性等内容，从而为化工设备的设计和运行提供理论支持。
第六章，传质过程。
传质过程是化工工程中的重要环节，它涉及到物质在不同相之间的传递和分离。
通过学习这一章节，我们可以了解到传质的基本概念、传质系数、传质过程的数学模型等内容，从而为化工分离、萃取、吸附等过程的设计和优化提供理论指导。
第七章，化工过程动态。
化工过程动态研究的是化工过程中的动态行为和过程控制。
学习这一章节，我们可以了解到化工过程的动态特性、过程控制的基本原理、过程控制系统的设计与应用等内容，从而为化工生产过程的稳定运行和优化提供理论支持。
化工原理第四版思考题标准答案
化工原理第四版思考题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降，经历哪两个阶段？何谓固体颗粒在流体中的沉降速度？沉降速度受那些因素的影响？答：1、加速阶段和匀速阶段；2、颗粒手里平衡时，匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。
（93页3-11式）3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受哪 些因素影响?答：重力，浮力，阻力；沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒，其分离条件是什么？答：停留时间>=沉降时间（tu u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径？何谓临界沉降速度？答：能 100%除去的最小粒径；临界颗粒的沉降速度。
3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒，当临界粒径与临界沉降速度为一定值时，含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系？答：成正比 WL V ·u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时，临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。
答：成反比3-12 何谓离心分离因数？提高离心分离因数的途径有哪些？答：离心分离因数：同一颗粒所受到离心力与重力之比；提高角速度，半径（增大转速） 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同？答：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。
3-15 要提高过滤速率，可以采取哪些措施？答：过滤速率方程 ()e d d V V P A V +∆=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中，操作方式的影响表现在哪里？ 答：3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关？ 答：μγυP K ∆=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。
化工原理第四版答案
第二章 流体输送机械【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。
若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。
解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压）压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==，流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。
若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。
解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。
（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。
(3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gHP ρη=将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。
试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱，有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱转速/m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。
化工原理第四版陈敏恒答案
第一章习题静压强及其应用1. 用图示的U形压差计测量管道A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。
指示剂为汞，读数R=120mm，当地大气压p a=760mmHg，试求：(1) A点的绝对压强，Pa；(2) A点的表压，mH2O。
2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。
测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。
液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以kg(f)表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa？4. 附图为一油水分离器。
油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。
油由上部溢出，水由底部经一倒U形管连续排出。
该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。
已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s=500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。
今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。
5. 用一复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。
指示液为汞，其间充满水。
今测得h1 =1.20m，h2=0.3m，h3 =1.30m，h4 =0.25m，试以N/m2为单位表示A、B两点的压差Δp。
6. 附图为一气柜，其内径9m，钟罩及其附件共重10吨，忽略其浸在水中部分所受之浮力，进入气柜的气速很低，动能及阻力可忽略。
求钟罩上浮时，气柜内气体的压强和钟罩内外水位差Δh (即“水封高”)为多少？7. 附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液与水沿大气腿流至地沟排出，现已知器内真空度为82kPa，当地大气压为100kPa，问其绝对压为多少Pa？并估计大气腿内的水柱高度H为多少米？8. 如图所示，在A 、B 两容器的上、下各接一压差计，两压差计的指示液相同，其密度均为ρi 。
(化学工业出版社化工原理课后习题答案
第一章1-1 0.898 3-⋅kg m 1-2 633mmHg 1-3 1.78z m ∆= 1-4 H =8.53m 1-5 1720AB p mmHg ∆= 1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅1-7 在大管中：11211114.575,0.689,1261----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 在小管中： 11212224.575, 1.274,2331----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 1-8 6.68m解 取高位槽液面为1-1，喷头入口处截面为2-2面。
根据机械能横算方程，有 gz 1 + u 12/2 + p 1/ρ=gz 2+u 22/2+p 2/ρ+w f式中，u 1 =0，p 2 =0，u 2 =2.2 m .s-1，p 2 = 40*103 Pa ，w f =25J.kg-1，代入上式得 Δz =u 22/2g+p 2–p 1/ρg+w f /g=2.22/2*9.81+40*103-0/1050*9.81+25/9.81 =6.68m 1-9 43.2kW解 对容器A 液面1-1至塔内管出口截面2-2处列机械能衡算式2211221e 2f u p u p g z + + +w =gz +++w 22ρρ已知 z 1=2.1m ，z 2 =36m , u 1 =0, 2u 的速度头已计入损失中，p 1=0, p 2=2.16*106 Pa,f w =122J.kg -1, 将这些数据代入上式得e w = (z 2-z 1)g+p 2/ρ+ fw=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122=333+2417+122=2882J.kg-1泵的有效功率N e =e s w m =2882*15/1000=43.2kw 1-10 (1) 4.36Kw ；(2) 0.227MPa1-11 B 处测压管水位高，水位相差172mm 1-12 H=5.4m ，pa=36.2kPa解 在截面1-1和2-2间列伯努利方程，得22112212u p u pg z + + =gz ++22ρρ即 22122112p p ()2--+-=u u g z z ρ (a) z 1、z 2 可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面a -a ，由静力学方程得p 1+ρg(z 1-z 2)+ ρgR=p 2+Hg gR ρ 即1212()Hg P P g z z gR ρρρρ--+-=⨯ (b)由式(a)和式(b)可得2231211360010009.8180109.89.21000Hg u u gR J kg ρρρ-----=⨯=⨯⨯⨯= （c ）又由连续性方程知 u 2= u 1(d 1/d 2)2= u 1⨯ (125/100)2=1.252 u 1 代入式（c ）得 （1.252 u 1）2 - u 12=2⨯9.89 u 1=3.70m.s -1 于是 u 2=1.252⨯ 3.70=5.781.m s -喷嘴处 u 3= u 1（d 1/d 3）2=3.70⨯125/75）2=10.281.m s -在截面0-0与3-3间列机械能衡算式H= u 32/2g=10.282/2⨯9.81=5.39m 在截面0-0与a -a 间列伯努利方程 H=u 22/2g+ p A /ρg故有 p A =ρgH -222u ⨯ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 =36.2⨯ 310Pa 1-13 d≤39mm1-14 水0.0326m·s -1，空气2.21m·s -1 1-15 (1) 38.3kPa ； (2) 42.3% 1-16 不矛盾 1-17 答案略1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍；(2) 层流时，第一种方案所需功率是第二种的2倍；湍流时，第一种方案所需功率是第二种的1.54倍 1-19 0.37kW 1-20 2.08kW1-21 0.197m ；不能使用 解 （1）求铸铁管直径取10℃氺的密度ρ=10001.kg m -,查附录五知μ=1.305 ⨯ 310-Pa.s取湖面为1-1面，池面为2-2面，在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程2221122f u u p p g z w ρ--∆++=因u 1、u 2、p 1、p 2皆为零，故g z ∆= f w （a ）式中，z ∆=45m , 2222581000300() 5.62923600f l u w d d d λλλπ⨯===代入式（a ）得 9.81 ⨯ 45=55.629dλ5d =0.01275λ (b)λ的范围约为0.02-0.03，现知V S 很大，Re 也大，故λ的初值可取小些。
化工原理第四版钟秦课后题答案
化工原理第四版钟秦课后题答案1、下列化合物中具有强烈天蓝色荧光的是（）[单选题] *A七叶内脂(正确答案)B大黄素C麻黄碱D大豆皂苷2、在脱铅处理中，一般通入的气体为（）[单选题] *A氯化氢B二氧化硫C硫化氢(正确答案)D二氧化碳3、下列基团在极性吸附色谱中的被吸附作用最强的是（）[单选题] * A羧基(正确答案)B羟基C氨基D醛基4、美花椒内酯属于（）[单选题] *A呋喃香豆素B吡喃香豆素(正确答案)C环木脂素D环木脂内酯5、大黄素型蒽醌母核上的羟基分布情况是（）[单选题] *A一个苯环的β位B苯环的β位C在两个苯环的α或β位(正确答案)D一个苯环的α或β位6、以葛根素为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] * A葛根(正确答案)B黄芩C槐花D陈皮7、萃取时易发生乳化现象的是（）[单选题] *A简单萃取法(正确答案)B逆流连续萃取法C二者均是D二者均不是8、E连续回流提取法(正确答案)用乙醇作溶剂提取时，下列说法正确的是（）*A对植物细胞壁穿透力强(正确答案)B溶解范围广，提取较全面(正确答案)C提取液中蛋白质、多糖等水溶性杂质少(正确答案)D有防腐作用，提取液不易发霉变质(正确答案)9、使游离香豆素呈现红色的是（）[单选题] *A异羟肟酸铁反应(正确答案)BA-萘酚-浓硫酸反应C浓硫酸-没食子酸D浓硫酸-变色酸10、以下哪种方法是利用混合中各成分在溶剂中的溶解度不同或在冷热情况下溶解度显著差异的原理而达到分离的（）[单选题] *A沉淀法B分馏法C结晶法(正确答案)D升华法11、下列含香豆素类成分的中药是（多选）（）*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子12、很少含有挥发油的植物科为（）[单选题] *A菊科B唇形科C茜草科(正确答案)D姜科13、从香豆素类的结构与分类看，下列属于简单香豆素类的是（）[单选题] * A龙脑B七叶内酯(正确答案)C薄荷醇D西瑞香素14、在结晶溶剂的选择过程中首先要遵循的是（）[单选题] *A成分的纯度(正确答案)B相似相容原理C冷却热饱和原理D以上都不对15、生物碱总碱的三氯甲烷溶液，用酸性不同的PH(由高到低）缓冲溶液萃取，最先萃取的生物碱是（）[单选题] *A碱性弱的B中等碱性C吡啶类D碱性强的(正确答案)16、凡具有（）的木脂素，与三氯化铁反应，呈阳性（）[单选题] *A酚羟基(正确答案)B羧酸C醇羟基D氨基17、所有游离香豆素均可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（）[单选题]* A酮基B亚甲二氧基C内酯环(正确答案)D酚羟基对18、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目19、以下不属于吸附色谱法的操作步骤的是（）[单选题] *A制板B洗脱(正确答案)C点样D显色20、牛蒡子属于（）[单选题] *A香豆素类B木脂内酯(正确答案)C苯丙酸类D黄酮类21、没有挥发性也不能升华的是（）[单选题] *A香豆素苷类(正确答案)B游离蒽醌类C樟脑D游离香豆素豆素类22、下列哪个中药中含有机酸（）[单选题] *A金银花(正确答案)B大黄C黄芩D乌头23、乙醇不能提取出的成分类型是（）[单选题] *A生物碱B苷C多糖D鞣质(正确答案)24、在溶剂提取法中，更换新鲜溶剂可以创造新的（），从而使有效成分能够继续被提取出来。
(整理)化工原理 第四版课后答案全
化工原理答案第四版 王
第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。
若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。
解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==， 流速 /./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981 ....m =++=0353890078393水柱 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。
试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？解 (1)已知/,/V q m h H m kg mρ===331820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /m i n 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱 转速 /m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。
《化工原理》第四版柴诚敬课后答案
感谢您选择了《化工原理》第四版柴诚敬教授的课程，以下是部分课后答案供您参考。
1、什么是化学反应速率？速率常数的单位是什么？答：化学反应速率是指化学反应物质参加反应的速度，通常用反应物的消失速率或生成物的出现速率来表示。
速率常数是反应速率与各反应物摩尔浓度的乘积之比，单位为L/(mol·s) 或mol/(L·s)。
2、简述气体扩散的弥散定律。
答：气体扩散的弥散定律是指在稳态下，气体分子的自由扩散速率与浓度梯度成正比。
即 Fick 定律：$\frac{\mathrm{d}C}{\mathrm{d}t}=-D\frac{\mathrm{d}^2C}{\mathrm{d}x^2} $，其中 $C$ 表示气体浓度，$D$ 表示气体扩散系数。
3、液-液萃取的原理是什么？答：液-液萃取是指将需要分离的两种液体混合物加入到另一种相容性差的溶剂中，通过溶剂与其中一种液体成分亲和力不同而实现分离的过程。
其原理是基于液体分子之间的相互作用力和表面张力的不同，利用溶剂与其中一种液体成分的亲和力不同，使其在液液界面上产生不同的分配系数，从而实现分离。
4、什么是难溶物？答：难溶物是指在水或其他溶剂中，由于溶剂对溶质的溶解度有限，因而无法完全溶解的物质。
难溶物的形成主要是由于溶质和溶剂之间的相互作用力不足以克服其相互之间的相互作用力而导致的。
5、什么是表面活性剂？请举例说明。
答：表面活性剂是指在液-液界面或液-气界面上能够降低表面张力的一类化合物。
常见的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂等。
例如：肥皂就是一种阴离子表面活性剂，其主要成分是油酸钠或棕榈酸钠；十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，广泛用于洗涤剂中；十六烷基三甲基溴化铵是一种阳离子表面活性剂，常用于消毒剂中。
6、什么是热力学第一定律？答：热力学第一定律是指能量守恒定律，即在任何过程中，能量的总量都保持不变。
(完整版)化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)
绪 论【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。
解 水33kg/m kmol/m 1000100018=CO 2的摩尔分数 (4005)89910100000518-==⨯+x 【0-2】在压力为101325Pa 、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A p ；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。
解 (1)甲醇的饱和蒸气压o A p.lg ..1574997197362523886=-+o A p .169=o A p kPa(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)0167101325==A y质量分数 ...(.)01673201810167321016729ω⨯==⨯+-⨯A浓度 3..kmol/m .A A p c RT -===⨯⨯316968210 8314298质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=⨯⨯=3368210320218 =【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 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NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 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NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48（质量分数）在全过程中，溶液中NaOH 量保持一定，为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 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.⨯41210Pa 。
化工原理-第四版课后习题及思考题答案(全)
答：按照强制对流公式 4-12 为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大？由于壁面不容易形成滴状冷凝，蒸 汽 冷凝多为膜状冷凝。影响膜状冷凝的因素有哪些？ 答：在滴状冷凝过程中，壁面的大部分面积直接暴露在蒸汽中，在这些部位没有液膜阻碍着 热流，故滴状冷凝的传热系数可比膜状冷凝高十倍左右。 影响膜状冷凝的因素有： （1）冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时，若温度差加大，则蒸汽冷凝速率增加， 因而液膜层厚度增加，使冷凝传热系数降低。 （2）流体物性由膜状冷凝传热系数计算式可知，液膜的密度、粘度及导热系数，蒸汽的 冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。 （3）蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度运动时，和液膜间产生一定的摩擦力，若蒸汽 和液膜同向流动，则摩擦力将是液膜加速，厚度减薄，使传热系数增大；若逆向流动，则相 反。但这种力若超过液膜重力，液膜会被蒸汽吹离壁面，此时随蒸汽流速的增加，对流传热 系数急剧增大。 （4）蒸汽中不凝气体含量的影响若蒸汽中含有空气或其它不凝性气体，则壁面可能为气 体（导热系数很小）层所遮盖，增加了一层附加热阻，使对流传热系数急剧下降。因此在冷 凝器的设计和操作中，都必须考虑排除不凝气。含有大量不凝气的蒸汽冷凝设备称为冷却冷 凝器，其计算方法需参考有关资料。 （5）冷凝壁面的影响若沿冷凝液流动方向积存的液体增多，则液膜增厚，使传热系数下 降，故在设计和安装冷凝器时，应正确安放冷凝壁面。例如，对于管束，冷凝液面从上面各 排流到下面各排，使液膜逐渐增厚，因此下面管子的传热系数比上排的要低。为了减薄下面 管排上液膜的厚度，一般需减少垂直列上的管子数目，或把管子的排列旋转一定的角度，使 冷凝液沿下一根管子的切向流过， 4-13 液体沸腾的两个基本条件是什么？ 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。 4-14 为什么核状沸腾的对流传热系数比膜状沸腾的传热系数大？影响核状沸腾的因素主要 有哪些？ 答：核状沸腾，气泡的生成速度、成长速度以及浮升速度都加快。气泡的剧烈运动使液体受 到剧烈的搅拌作用，增大。膜状沸腾传热需要通过气膜，所以其值比核状沸腾小。 影响核状沸腾的因素主要有：液体物性；温度差；操作压力；加热面状况；设备结构、 加热面形状和材料性质以及液体深度等。 4-15 同一液体，为什么沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热系数大？ 答：因为相变热比液体的热容大很多，所以沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热 系数大。 4-16 换热器中冷热流体在变温条件下操作时，为什么多采用逆流操作？在什么情况下可以 采 用并流操作？ 答：逆流时的平均温度差最大，并流时的平均温度差最小，其它流向的平均温度差介于逆流 和并流两者之间，因此就传热推动力而言，逆流优于并流和其它流动型式。当换热器的传热 量 Q 即总传热系数 K 一定时，采用逆流操作，所需的换热器传热面积较小。 在某些生产工艺要求下，若对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不得超过某一温 度，或热流体被冷却时不得低于某一温度，则宜采用并流操作。 4-17 换热器在折流或错流操作时的平均温差如何计算？
化工原理课后题答案
化工原理课后题答案1. 请解释化学反应速率的概念，并列举影响化学反应速率的因素。
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
影响化学反应速率的因素包括温度、浓度、压力、催化剂等。
温度升高会加快分子的运动速度，增加碰撞频率和能量，从而提高反应速率。
浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率，也会提高反应速率。
压力的增加对气相反应有影响，因为增加压力会使气体分子的密度增加，碰撞频率增加，反应速率也会增加。
催化剂是一种可以改变反应速率但本身不参与反应的物质，可以提高反应速率，降低活化能，加速反应的进行。
2. 请说明化学平衡的概念，并列举影响化学平衡的因素。
化学平衡是指在封闭容器中，当化学反应达到一定条件时，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
影响化学平衡的因素包括温度、压力、浓度、催化剂等。
温度的变化会影响平衡位置，对吸热反应和放热反应的影响不同。
压力的增加对气相反应有影响，根据Le Chatelier原理，增加压力会使平衡位置移向摩尔数较少的一侧。
浓度的变化也会影响平衡位置，增加某一种物质的浓度会使平衡位置移向另一侧。
催化剂可以影响反应速率，但不影响平衡位置。
3. 请解释原子结构中原子核的构成和特点。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的直径约为10^-15米，占据整个原子体积的极小部分，但质子和中子的质量占据了原子质量的绝大部分。
原子核带正电荷，因此原子核周围围绕着带负电的电子云，形成了原子的结构。
4. 请解释化学键的概念，并列举化学键的种类。
化学键是指原子之间通过共用电子或者电子转移而形成的连接。
化学键的种类包括离子键、共价键、金属键等。
离子键是通过正负电荷之间的静电作用形成的化学键，通常是金属和非金属之间的化合物。
共价键是通过原子之间共用电子而形成的化学键，常见于非金属之间的化合物。
金属键是金属原子之间通过电子海模型相互连接而形成的化学键。
5. 请解释化学反应的热力学基本概念，并列举热力学基本定律。
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体量流量 (2)
管内流体流动的摩擦阻力损失
【1-25】如习题 1-25 附图所示，用 U 形管液柱压差计测量等直径管路从截面 A 到截面 B 的摩擦损失 。若流体密度为 ，指示液密度为 ，压差计读数为 R。试推导出用读
数 R 计算摩擦损失 的计算式。
解 则得
从截面 A 到截面 B 列伯努利方程，截面 A 为基准面，
另一计算法
习题 1-16 附图
计算液柱高度时，用后一方法简便。
【 1-16】 在 习 题 1-16 附 图 所 示 的 水 平 管 路 中 ， 水 的 流 量 为
。已知管内径
,
，液柱高度
。若忽略压头损失，试计算收缩截面 2 处的静压头。
解 水的体积流量
，
7
截面 1 处的流速
截面 2 处的流速 在截面 1 与 2 之间列伯努利方程，忽略能量损失。
混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为
2
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 混合气体的量为
，摩尔体积为
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？
【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 2 中水的流量分别为
。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
主管的流量
体积流量
，流速
6
管径
选择
无缝钢管，内径为
，
主管内水的流速
连续性方程与伯努利方程
习题 1-19 附图
水的流量 (2)
高位槽应升高
【1-20】 如习题 1-20 附图所示，用离心泵输送水槽中的常
温 水 。泵 的 吸 入 管 为
，管的下端位于水面以下 2m，
并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为
。若截面
处的真空度为 39.2kPa，由 截面至
为
。试 求 ：(1)吸 入 管 中 水 的 流 量 ，
解 (1)
的 直 管 中 流 动 ，试 判 断 的油，试判断流动类型。
10
流速
雷诺数
(2)
雷诺数
【1-24】 20℃的水在
的直管内流动。试求：(1)管中水的流量由小变大，
当达到多少 时，能保证开始转为稳定湍流；(2)若管内改为运动黏度为 液体，为保持层流流动，管中最大平均流速应为多少？
的某种
解 (1) 水，20℃，
习题 1-26 附图
(1) 弹簧压力表读数之差值 ①水平管 在 A、B 两截面列伯努利方程
因
，故得
②垂直管 在 A、B 两截面间列伯努利方程，以截面 A 为基准面，
上述计算结果表明，垂直管的
大于水平管的
从下向上流动时，位能增大而静压能减小。
(2)U 形管液柱压差计的读数 R
①水平管与前面相同，由伯努利方程得
6m，管壁的相对粗糙度
。试问这两个直
管上的两个弹簧压力表读数的差值是否相同？如果
不同，试说明其原因。
如果用液柱压差计测量压力差，则两个直管的
液柱压力计的读数 R 是否相同？指示液为汞，其密
度为
。
解 已知管内径
，水的温度 t=20℃
密度
，黏度
，
流速
雷诺数
湍流
管壁相对粗糙度 查得摩擦系数 这两个直管的摩擦阻力损失相同，为
8
解 从伯努利方程得知，等直径水平管的压头损失 与压力降 的关系为
。
【1-19】如习题 1-19 附图所示，有一高位槽输水系统，管径为
。已知水
在管路中流动的机械能损失为
(u 为管内流速)。试求水的流量为多少
。欲
使水的流量增加 20%，应将高位槽水面升高多少米？
解 管径
，
机械能损失
(1) 以流出口截面处水平线为基准面，
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
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 1000×0.8=800kg
=0.02（质量分数） =0.48（质量分数）
在全过程中，溶液中 浓缩液量为
量保持一定，为 100kg
200kg 浓缩液中，水的含量为 200×0.48=96kg，故水的蒸发量为 800-96=704kg
深度 h 最小应为若干米。
解
流量与流速
习题 1-11 附图
【1-12】有密度为
的液体，在内径为 60mm 的管中输送到某处。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 (1) 体积流量
(2) 质量流量
5
(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
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
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
截面的压头损失 ；(2)吸 入 口
截面的表压。 解 管内径
，水密度
截面 处的表压
，水槽表面
（表压）
习题 1-20 附图 9
(1) 从 压头损失
为基准面，
水的流量 (2) 从
流体的黏度
【1-21】当温度为 20℃及 60℃时，从附录查得水与空气的黏度各为多少？说明黏度与
温度的关系。
解 20℃
60℃
水
。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 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
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
习题 1-6 附图
常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为
3
【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
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
空气
水温度升高，黏度减小；空气温度升高，黏度增大。
雷诺数与流体流动类型
【1-22】 25℃的水在内径为 50mm 的直管中流动，流速为 2m/s。试求雷诺数，并判断 其流动类型。
解 25℃， 水的黏度
，密度
，管内径
，流速
【1-23】 (1)温度为 20℃、流量为 的水，在 流动类型；(2)在相同的条件下，水改为运动黏度为
?
解 出水阀全关闭时，压力表读数 30. 4kPa（表压）
能反映出水槽的水面距出水管的高度 h
习题 1-17 附图
阀门开启后，压力表读数
（表压）
从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速
水的流量
【1-18】若用压力表测得输送水、油（密度为
Hale Waihona Puke ）、 98%硫 酸 (密 度 为
)
的某段水平等直径管路的压力降均为 49kPa。试问三者的压头损失的数值是否相等？各为多 少米液柱？
。这是因为流体在垂直管中
12
另从 U 形管压差计等压面处力的平衡，求得