化工数学答案(全)
化工热力学习题集（附答案）
化⼯热⼒学习题集（附答案）模拟题⼀⼀．单项选择题（每题1分，共20分）1. T 温度下的纯物质，当压⼒低于该温度下的饱和蒸汽压时，则⽓体的状态为（）A. 饱和蒸汽B. 超临界流体C. 过热蒸汽2. T 温度下的过冷纯液体的压⼒P （）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压⼒P （）A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 纯物质的第⼆virial 系数B （）A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial ⽅程，必须⾄少⽤到（）A. 第三virial 系数B. 第⼆virial 系数C. ⽆穷项D. 只需要理想⽓体⽅程6. 液化⽯油⽓的主要成分是（）A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷B. 甲烷、⼄烷C. 正⼰烷7. ⽴⽅型状态⽅程计算V 时如果出现三个根，则最⼤的根表⽰（）A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. ⽆物理意义8. 偏⼼因⼦的定义式（）A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==-9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（） A. 1x y zZ Z x x y y =- ? ? ? B. 1y x Z Z x y x y Z =- ? ? ? C. 1y x Z Z x y x y Z = ? ? ?????????? D. 1y Z xZ y y x x Z =- ? ? ? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（）A. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+11. 下⾯的说法中不正确的是 ( )（A ）纯物质⽆偏摩尔量（B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数（C ）偏摩尔性质是强度性质D ）强度性质⽆偏摩尔量。
化工数学参考答案
化工数学参考答案化工数学是化工专业中的一门重要的基础课程，它涉及到了数学在化工领域中的应用。
通过学习化工数学，可以帮助我们更好地理解和解决化工过程中的数学问题。
下面将给出一些常见的化工数学问题的参考答案，希望对大家的学习有所帮助。
一、微积分1. 求函数f(x) = 2x^3 - 5x^2 + 3x - 2在区间[0, 2]上的定积分。
解：首先对f(x)进行不定积分，得到F(x) = 1/2x^4 - 5/3x^3 + 3/2x^2 - 2x + C。
再计算F(2) - F(0)，即可得到结果。
2. 已知函数y = x^2 + 2x，求其在点x = 1处的导数。
解：对y进行求导，得到y' = 2x + 2。
将x = 1代入，即可得到结果。
二、线性代数1. 求解线性方程组：2x + 3y - z = 13x - 2y + 4z = 5x + y + z = 3解：可以通过高斯消元法或矩阵求逆的方法来求解线性方程组，最终得到x = 1, y = 1, z = 1。
2. 已知矩阵A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]，求其特征值和特征向量。
解：首先计算A的特征多项式，然后解特征多项式的根得到特征值。
再将特征值代入(A - λI)x = 0中，求解齐次线性方程组得到特征向量。
三、概率论与数理统计1. 一批产品中有30%的次品，从中随机抽取10个产品，求至少有一个次品的概率。
解：可以通过计算至少有一个次品的概率的补集，即没有次品的概率，然后用1减去该概率得到结果。
2. 已知随机变量X服从正态分布N(0, 1)，求P(X > 2)。
解：可以通过查找正态分布表或使用计算软件来计算P(X > 2)的值。
以上仅为化工数学中的一些常见问题的参考答案，实际问题中可能还涉及到更复杂的计算和推导。
在学习化工数学时，除了掌握基本的计算方法，还需要理解其背后的数学原理和物理意义。
希望大家能够通过不断的练习和思考，掌握化工数学的基本技巧，为将来的化工工作打下坚实的数学基础。
化工过程分析与综合习题答案
绘该流股，试举例说明。
∆H Q C W T T
W=1 Ts=10 Cp=10
若 Cp 不随 T 变化 ∆H 10 T 10
若C 10 0.05T 则∆H 0.05T 9.5T 100
若C 10 0.05T 则∆H 0.05T 9.5T 100
可见，若 Cp 不随 T 变化，图形为一直线; 若 Cp 随 T 增大，图形
进料变量数 c+2
合计
c+N+M+5
Nau 串级单元数 4
回流分配器 4
侧线采出单元数 1
传热单元数 4
合计
10
Nvu= c+N+M+5+10= c+N+M+15
d= c+N+M+15
2-5
2-6
2-7 简捷算法：Reflex Ratio：-1.3 Light Key：Methanol 0.95
Heavy Key：Ethanol 0.1585 Pressure：Condenser：1.9 公斤 Reboiler：1.8 公斤 最小回流比为：3.529 实际回流比：4.588 最小理论板数：14.47 实际板数：26.18 进料板：10.47 逐板计算：27 块塔板，11 板进料，塔顶采出：31.67kmol/hr，回流比：4.6
（2）1，（2,3,4,6），9,1-----（1，（2,3,4,6），9）
（3）（1，（2,3,4,6），9），8,3-----（1，（2,（3,4,8），6），9）
在（1,2,3,4,6,8,9）中有 3 个回路分别是（1,2,9），（3,4,8），（2,3,4,6）
（4）5 不在任何回路中，可首先计算。
化工计算第四章物料衡算及课后习题及答案
第一节 物料衡算式 4—1 化工过程得类型
间歇操作 操作方式 半连续操作
连续操作
间歇操作: 原料一次加入,然后操作,最后一次出 料。
半连续操作: 进料分批,出料连续;或进料连 续,出料分批或一次。
特点: 间歇操作中,无物料进出设备,且设备内各 部分得组成和条件随时间而变。 半连续操作中,设备内各点得参 数(组成、条 件)随时间而变。
N元素平衡
2×0、79A＝2N
烟道气总量
M+N+P+Q＝100
过剩氧量
0、21A×0、25／1、25
＝M 解上述6个方程得要求得结果。(过程略)
由上例可知计算基准选取恰当与否,对计算难 易影响。所以要重视计算基准选取。
基准选取中几点说明:
(1)上面几种基准具体选哪种(有时几种共 用)视具体条件而定,难以硬性规定。
4、 写出化学反应方程式
包括所有主副反应,且为配平后得,将各反应 得选择性、收率注明。
5、选择合适得计算基准,并在流程图上注明基准值 计算中要将基准交代清楚,过程中基准变换时,
要加以说明。 6、列出物料衡算式,然后求解
1)列物料衡算式
无化学反应体系,按:(4—1)、(4—3)(连续稳定过程) 式。
(二)取1mol 空气为计算基准 1mol 空气为计算基准中氧量为0、21mol
燃烧丙烷耗氧量 0、21／1、25＝0、168 mol 燃烧丙烷得量 0、168／5＝0、 0336mol
衡算结果列于下表:
输
入
输
出
组分 摩尔 克 组分 摩尔 克
C3H8 0、
44 CO2 0、101 132
0336
O2 0、21 200 H2O 0、135 72
化工原理选择题(1)(1)
1、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为_______ 。
窗体顶端A、传导和对流B、传导和辐射C、对流和辐射D、以上都不对正确答案： C2、当采用部分废气循环，废气先混合、后预热流程和新鲜空气先预热兵团混合流程相比，前者的耗热量（）后者。
A、大于；B、小于；C、等于；D、或大于或小于。
正确答案： C3、两组分A、B的传质速率NA和NB，在（）情况下，是大小相等，方向相反。
A、在气相中扩散；B、单向扩散；C、等摩尔扩散；D、在液相中扩散正确答案： C4、热传递的基本方式是：（）、对流、辐射。
A 传导；B 传递；C 放射；D 流动正确答案： A5、如图，U形压差计测得______。
A、A、B间的阻力损失B、A、B间的压强差C、A、B间的位头差加阻力损失D、A、B间位头差正确答案： A6、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致________。
A、送水量增加，整个管路压头损失减少；B、送水量增加，整个管路压头损失增大；C、送水量增加，泵的轴功率不变D、送水量增加，泵的轴功率下降。
正确答案： A7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。
A、转鼓本身B、随转鼓转动的转动盘C、与转动盘紧密接触的固定盘D、分配头正确答案： D8、在下列哪种情况下可认为接近于恒定的干燥条件1) 大量的空气干燥少量的湿物料；2) 少量的空气干燥大量的湿物料；则正确的判断是______。
A、（1）对（2）不对B、（2）对（1）不对C、（1）（2）都不对D、（1）（2）都可以正确答案： A9、如以Dh,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，pv 为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )A、p1,允= pv + Dh,允B、p1,允/rg=pv/rg+Dh,允－u12/2gC、p1,允/rg= pv/rg+ Dh,允D、p1,允/rg=pv/rg+Dh,允＋u12/2g正确答案： B10、对一定的气体和稀溶液物系，相平衡常数m取决于（）A 、温度和浓度；B 、温度和压强C 、压强和浓度；D 、流速和浓度 正确答案： B 11、随着流体流量的增大，流体通过下列哪种流量计时，其压降变化幅度最小？ A 、孔板流量计 B 、毕托管； C 、转子流量计 D 、文丘里流量计 正确答案： C ： 12、如图所示，假定为流体为理想流体，d1>d2，其它条件相同，则u1 u2。
化工原理课后思考题答案
第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。
化工问题的建模与数学分析方法习题答案
各章习题选解（仅供参考）第一章习题1.（√）在一个有效容积为V 的半连续式搅拌反应器中，由原料Ａ生产物质Ｂ，若浓度为c 0流量为Q 的Ａ溶液加入空反应器，反应遵循以下连串-可逆步骤C B A k kk −→−−−←−→−321且所有的反应均为一级，证明在反应器中Ｂ的克分子数N B 是以下微分方程的解CRN dt dN P dt N d B B B =++22式中1031321k Qc C k k R k k k P ==++=证明：对A 、B 分别作质量衡算，有A ：)1(210dt dN N k N k Q c AB A =+-B ：)2(321dtdN N k N k N k BB B A =--由（2）得到：102(3)AA B dN k N c Q k N dt=+-（3）代入（2），得：210131232()(4)B BB dN d N k c Q k k N k k k dt dt -=+++令123130,,P k k k R k k C c Q =++==得22(5)B BB d N dN P RNC dt dt++=证毕。
2.冬天的池塘水面上结了一层厚度为l 的冰层，冰层上方与温度为T w 的空气接触，下方与温度为0℃的池水接触。
当T w ＜0℃时，水的热量将通过冰层向空气中散发，散发的热量转化为冰层增加的厚度。
已知水结冰的相变潜热为L f ，冰的密度为ρ，导热系数为k ，导温系数为α，求：1)当气温T w 不随时间变化时，给出冰层厚度随时间变化的关系，若L f ＝3.35×105J/kg ，ρ＝913kg/m 3，k ＝2.22W/m °K ，T w ＝－10℃，问冰冻三尺，需几日之寒？2）当气温随时间变化时，设T w ＝T w (t)已知，导出冰层厚度变化的完整数学模型。
解：(1)冰层的温度为0℃，水通过冰层向空气散发热量，记为Q ，该热量用于水结成冰。
化工原理实验思考题答案
实验1 单项流动阻力测定（1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。
（2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。
（3）流量为零时，U 形管两支管液位水平吗？为什么？答：水平，当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程：21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ（4）怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。
（5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
（6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计，差压变送器。
转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
（7）读转子流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。
如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。
（8）两个转子能同时开启吗？为什么？答：不能同时开启。
因为大流量会把U 形管压差计中的指示液冲走。
（9）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯？ 答：顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。
化工热力学答案_冯新_宣爱国_课后总习题答案详解
第二章习题解答一、问答题：2-1为什么要研究流体的pVT 关系？【参考答案】：流体p-V-T 关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。
（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。
（2）利用可测的热力学性质（T ，P ，V 等）计算不可测的热力学性质（H ，S ，G ，等）。
只要有了p-V-T 关系加上理想气体的idp C ，可以解决化工热力学的大多数问题。
2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域，以及该区域的特征；同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。
【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。
2）临界点C 的数学特征：3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线；4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。
5）过冷液体区的特征：给定压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。
6）过热蒸气区的特征：给定压力下蒸气的温度高于该压力下的露点温度。
7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。
2-3 要满足什么条件，气体才能液化？【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。
2-4 不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决定偏离理想气体程度的最本质因素？【参考答案】：不同。
真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、p 有关，而且与每个气体的临界特性有关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子r T ，r P 和ω。
2-5 偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？()()()()点在点在C V PC V PT T 0022==∂∂∂∂【参考答案】：偏心因子ω为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。
其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。
为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。
化工仪表及自动化第六版-课后-答案
化工仪表及自动化第六版课后习题详细答案1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。
（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、化工自动化主要包括哪些内容？一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
1-5题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
(完整word版)化工设计复习题及答案
化工设计复习题一．填空题1.精馏塔系统合成的基本原则中包含，为了减少过程的输送量，尽早移出含量大的组分，以降低后处理能源消耗.2.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从物料计算和原料合计方面去进行考虑。
3.一个化工过程，可分解成六个子系统。
其中分离顺序的合成，用于研究分离顺序，从而确定最佳分离组合.4.可行性研究的主要内容包括市场销售情况的研究。
5.在分析、评比流程的组织最佳方案时,可从工艺设备的设计和选型方面去进行考虑,并完成设备一览表。
6.化工过程的六个子系统中，能量的和质量的管理和集成，用于研究化工过程中自身能量搭配利用，从而达到最佳节能的效果.7.8.死态的温度定为298.15K。
9.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从非工艺设计项目的方面去进行考虑,并为他们提设计要求。
10.在分析、评比流程的组织最佳方案时,可从车间布置设计方面去进行考虑，并完成平面布置和立面布置图.11.一个化工过程,可分解成六个子系统。
其中操作时间表的安排，用于研究化工过程多单元操作组成，从而达到全系统的最佳操作。
12.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从化工管路的设计方面去进行考虑.13.在分离过程中，应尽量避免过程中含有固体的物流出现,以降低输送过程中的能量。
14.热交换网络合成中，其基本步骤的第一步是：列表分析给定化工工程中所有的热流股和冷流股.15.在分离过程中，应尽量避免使用质量分离剂，以避免增加分离物料量。
16.分离方法中，应尽量避免过程含有固体物流出现。
17.一个化工过程，可分解成六个子系统。
其中反应途径的合成，用于研究反应途径,从而确定最佳生产工艺路线。
18.化工过程的六个子系统中,分离技术的选择，用于研究各种分离技术能耗成本,从而确定最佳分离方案。
19.精馏塔系统合成的基本原则中包含，最难分离的组分在最后分离，以便降低操作成本。
20.热交换网络合成中要求画出热能阶图，求出窄点温度及所需最少的外源热和冷量。
化工数学答案(全)
化工数学各章习题选解（仅供参考） 第一章习题1. （√） 在一个有效容积为V 的半连续式搅拌反应器中，由原料Ａ生产物质Ｂ，若浓度为c 0流量为Q 的Ａ溶液加入空反应器，反应遵循以下连串-可逆步骤C B A k kk −→−−−←−→−321 且所有的反应均为一级，证明在反应器中Ｂ的克分子数N B 是以下微分方程的解C RN dt dN P dt N d B BB =++22式中1031321k Qc C k k R k k k P ==++=证明：对A 、B 分别作质量衡算，有A ：)1(210dt dN N k N k Q c AB A =+- B ：)2(321dtdN N k N k N k BB B A =--由（2）得到：102(3)AA B dN k N c Q k N dt=+-（3）代入（2），得：210131232()(4)B BB dN d N k c Q k k N k k k dt dt -=+++令123130,,P k k k R k k C c Q =++==得22(5)B BB d N dN P RNC dt dt++=证毕。
2. 冬天的池塘水面上结了一层厚度为l 的冰层，冰层上方与温度为T w 的空气接触，下方与温度为0℃的池水接触。
当T w ＜0℃时，水的热量将通过冰层向空气中散发，散发的热量转化为冰层增加的厚度。
已知水结冰的相变潜热为L f ，冰的密度为ρ，导热系数为k ，导温系数为α，求：1) 当气温T w 不随时间变化时，给出冰层厚度随时间变化的关系，若L f ＝3.35×105J/kg ，ρ＝913kg/m 3，k ＝2.22W/m °K ，T w ＝－10℃，问冰冻三尺，需几日之寒？2）当气温随时间变化时，设T w ＝T w (t)已知，导出冰层厚度变化的完整数学模型。
解：(1) 冰层的温度为0℃，水通过冰层向空气散发热量，记为Q ，该热量用于水结成冰。
化工原理习题册答案
第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
66、速度梯度：du dy 速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
37、牛顿黏性定律：dydu μτ= 68、当量长度e l ：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
310、相对粗糙度 ：ε /d—相对粗糙度。
611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
612、黏度：S y u F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。
黏度，简称黏度。
312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S 。
313、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
314、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
315、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题（每小题2分）31、某物体的质量为1000kg ，则其重量为______。
BA 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf32、4℃水在SI 制中密度为______；重度为______；在工程单位制中密度为______；重度为______。
B ；D ；C ；AA 1000kgf/m 3B 1000kg/m 3C 102kgf·s2/m4D 9810N/m363、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度U与______有关。
化工热力学 例题 与解答(4)
第二章 例题一、填空题1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为()()点在C V P T=∂∂和()()点在C V P T22=∂∂。
2. 表达纯物质的汽平衡的准则有()()()()sl sv sl sv V T G V T G T G T G ,,==或（吉氏函数）、vapvaps V T H dT dP ∆∆=（Claperyon 方程）、()⎰-=svslV V sl sv s V V P dV V T P ),(（Maxwell 等面积规则）。
它们能（能/不能）推广到其它类型的相平衡。
3. Lydersen 、Pitzer 、Lee-Kesler 和Teja 的三参数对应态原理的三个参数分别为c r r Z P T ,,、ω,,r r P T 、ω,,r r P T 和ω,,r r P T 。
4. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P －T 图上是重叠的(重叠／分开)，而在P-V 图上是分开的(重叠／分开)，泡点的轨迹称为饱和液相线，露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。
纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。
5. 对三元混合物，展开第二virial 系数==∑∑==iji j ji By y B 3131311323321221323222121222B y y B y y B y y B y B y B y +++++，其中，涉及了下标相同的virial系数有321,,B B B ，它们表示两个相同分子间的相互作用；下标不同的virial 系数有312312,,B B B ，它们表示两个不同分子间的相互作用。
6. 对于三混合物，展开PR 方程常数a 的表达式，∑∑==-=3131)1(i j ij jj ii jik a a yy a =中，下标相同的相互作用参数有332211,k k k 和，其值应为1；下标不同的相互作用参数有),,(,,123132232112123132232112处理已作和和和k k k k k k k k k k k k ===，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得到，在没有实验数据时，近似作零处理。
《化工热力学》详细课后习题答案解析(陈新志)
2习题第1章 绪言一、是否题1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。
(错。
和，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。
当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0，，，，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，，，）2. 封闭体系的体积为一常数。
（错）3. 封闭体系中有两个相。
在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系。
（对）4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
（对）5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
（错。
还与压力或摩尔体积有关。
）6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程 P=P (T ，V )的自变量中只有一个强度性质，所以，这与相律有矛盾。
（错。
V 也是强度性质）7. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
）8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），而一位学生认为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。
(错。
) 9. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。
（错。
有时可能不一致）10. 自变量与独立变量是不可能相同的。
（错。
有时可以一致）三、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。
3. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P ，V )等温可逆地膨胀到(P ，V )，则所做的功为i i f f(以V 表示)或 (以P 表示)。
4. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知)，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P，则mol ，温度为 和水 。
化工原理选择和填空题精选(上册含答案)
①占流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是__________型曲线，其管中心最大流时间：2021.03.05 创作：欧阳理为平均流速的__________倍，摩擦系数λ与Re的关系为__________。
②气体的粘度随温度的升高而______________, 水的粘度随温度的升高______________。
①当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式中的流速应该用________管中的速度。
②流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随______________________和____________________而变。
③牛顿粘性定律的数学表达式为______________，牛顿粘性定律适用于________型流体。
①孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒__________，变__________；后者是恒__________，变__________。
②边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为____________。
①流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失ｈ所损失的是机械能中的________项。
②流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长________。
③液柱压力计量是基于______________原理的测压装置，用Ｕ形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数Ｒ表示的是__________或____________。
①减少流体在管路中流动阻力Σｈ的措施有：__________________________________，______________________________，______________________________。
②在下图中定性地画出流体流动时，各支管的液面高度(忽略阻力损失) :①1atm=__________mH O=__________N/m；1cP=__________ P=__________N·S/m。
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化工数学各章习题选解(仅供参考) 第一章习题1. (V) 在一个有效容积为 V 的半连续式搅拌反应器中，由原料A 生产物质E,若浓度 为C o 流量为Q 的A 溶液加入空反应器，反应遵循以下连串k iA SC式中P = k i k 2 k 3R = k i k 3C — Qc o k i证明：对A 、B 分别作质量衡算，有A : C o Q _&N A k 2“B(1)dtdN BB ： «N A -k 2N B -k s N B 二 B (2)dt由(2)得到：-J KIk i N^C o Q k 2“B - 一A(3)dt(3)代入(2),得:k i C o Q -k^N B =(k 「k 2 k 3)业dt令^k i k 2 k 3, R = k i k 3, C= c 0Q2.冬天的池塘水面上结了一层厚度为 I 的冰层，冰层上方与温度为 T w 的空气接触，下方 与温度为0C 的池水接触。
当 T w V 0C 时，水的热量将通过冰层向空气中散发，散发的热量转 化为冰层增加的厚度。
已知水结冰的相变潜热为 L f ,冰的密度为p ，导热系数为k ,导温系数-可逆步骤且所有的反应均为一级，证明在反应器中E 的克分子数N B 是以下微分方程的解d 2l% p dN B dt 2 dtRN B 二 C.d 2N B dt 2得 证毕。
d 2N Bdt 2•尊 dtRN B=C(5)为a ,求：1) 当气温T w 不随时间变化时，给出冰层厚度随时间变化的关系，若L f = 3.35x 105J/kg ,p = 913kg/m 3, k = 2.22W/m ° K , T w = - 10C ，问冰冻三尺，需几日之寒？2)当气温随时间变化时，设 T w = T w (t)已知，导出冰层厚度变化的完整数学模型。
解：(1)冰层的温度为0C,水通过冰层向空气散发热量，记为Q ,该热量用于水结成冰。
假设冰层面积为s ,厚度为I 根据导热方程，可得：Q =k(T w —O)fdt =L f 「sdl代入数值，L f = 3.35X 105J/kg , p = 913kg/m 3, k = 2.22W/m ° K , T w =- 10 C, 1 = 1m , 求解积分上式得：t22.2 1rdt1dt913 3.35 105t = 79.7 天~ 80 天若冰冻三尺，在 T w =- 10C 时，需要约80天。
⑵ 若T w = T w (t)，冰层厚度为I 根据热量守恒：Q =k(T w -0)fdt + ：、sdlL f 「ldl = kT w dt两边积分：l t0 L fHdl = 0 kT w dt2 t0.5L f 'l 2二 k °Twdt厚度变化与T w 的关系为:3. (V)在一个半分批式搅拌反应器中进行着一级放热化学反应，反应速率常数由Arrhenius 关系式给出，反应热由釜内的冷却盘管移出， 请自行设定有关的参数， 导出该反应器的数学模型。
解：设物料以恒定的体积流量F 加入，则反应器中反应物浓度C A 与温度T 由以下物料衡算与热量衡算方程给出 CD 物料衡算方程2kLf ?T w dt「A - -kC AV =V0 Ftk = k g exp(—辛)•RTF PpT。
-K(T -T c)A 2A V(-. HJCD②合并，得数学模型为d(CpPTV)F PC p T。
-K(T -TJA+RC A V(-AH」二一-dt《V =V0+ FtC A(0)=0,T(0)=T。
式中K(T- T c)A为冷却移热，kC A V(- △ H r)为反应热。
4.(V)采用微元分析法推导出柱坐标系中的不定常热传导方程。
解：考虑柱坐标系中热传导方程的形式。
柱坐标系下的三个空间变量：向径r，经度角二高度z。
在这三个方向上，与自变量的微分变化所对应的线段微元长度分别是dr = (dr,rd d dz) ( 4)由偏导数的定义，温度梯度VT在三个方向的分量即温度在每个方向上的微元增量除以相应的线元长度，即于是Fourier热传导定律在柱坐标系中的分量形式为(qrmq z)二十(二,-^,三) (6)c r r 少cZ接着考虑各方向输入和输出的微元通量，首先考虑r方向输入项：:T-k (rdpdz) ( 7).r输出项：:T ::T-k . (rd T(dz)-k (r . )drd^dz (8).r 'r rFC o V「A二dg)dt(1)d (C p ：、TV )dtdg)dtkVC A= FC0k = k0 exp(ERTI T -(打cT £T)_r r Z(5)于是r方向的净输入通量为：k （r ）drd vdzd r S r对：方向作同样的分析，(9)输入项：- k—^(drXdz) r c6(10)输出项：k T (dr)(dz) k : (「T)drdrdz r旳r朋胡(11)净输入通量：k （一）drd^dzr胡胡(12)-T输入项：- k 一(rdR(dr)&(13)z方向的分析，输出项：- k——(rdr)(dr)-k (r——)drd^dz& cz cz(14)净输入通量：k一（r一）drd^dz& dz(15)微元体内的积累项：「C p丄dr（rd v）dzp ct(16)将三个方向输入微兀的热流净增量加和并令其等于积累项，就得到2 2订「1 / 汀、1 T :T[(r 一) 2 2 2】(17)5.风吹过皮肤表面时，人会有干燥凉爽的感觉，这是因为风的吹拂强化皮肤表面的对流传热与传质，形成一个速度，温度，浓度（含水量）的边界层，设流动为层流（微风）出汗的蒸发潜热，求：1）列出皮肤表面的三传问题的边界层方程，根据实际情况适当简化并给出问题的边界条件；2）将上述问题无量纲化，并解释所得到的各无量纲参数的物理意义；3）试分析速度分布，温度分布，含水量分布分别与哪些无量纲参数有关，并用简单的函数关系示意；4）根据所得结果定性的解释一些经验常识：为什么风越大越感觉到冷？为什么出汗后擦了汗感觉更凉快？当空气中湿度变化时，对表面散热会带来哪些影响？在冬天和夏天，对空气湿度的增加会有什么样的感觉？解：1）同时考虑流动传热传质时的边界层传递方程是P(u^ +U“)= r P+卩身+ Pg xP(T -TJ + P g x^C-C* :x :y : x :yn卽丄£T、;C p(u ) = ke x cy■yg x表示重力在x方向的分量, :为热膨胀系数，为密度变化系数,考虑人体2L H水汽化潜热n水蒸发速度由于虫可忽略，g x =0 , （―）2可忽略, :x ；：y化简后珥u〜:：:xC P(^^dx ；：2T■yLHr i讹王：卫）=亍D i .r L、-:x ：y -2 :-c i边界条件y = 0, u = 0 （皮肤表面气流速度）T = T o （皮肤表面温度）c y =3 i u = u s（速度边界层外气流速度）y = 3 2 T = T s（温度边界层外气流温度）y= 3 3 c = c g（浓度边界层外气流中含水量浓度）3 1, 3 2, 3 3分别为速度边界层，温度边界层，浓度边界层的厚度。
C o （皮肤表面的含水量）2 ）无量纲化T -T o「：-T o C —C o无量纲物理性质的比值—二PraPScD i无量纲化后二v n u一+n v—乂v v -ex cy _ ___________ ■ - vv：：. :y2二TU三匸「三= ex k WTE T丄L Hh2—--T-y 'C p T」T 寸D i；：2 : 、:二C c D. 、一_ c：U E二可=二寸（31）边界条件对于较大的Pr 或Sc,热传导与扩散效应与黏性比较相对较弱，热边界层和扩散边界层位于速 度边界层内部，反之，对于较小的Pr 或Sc ，热传导与扩散速率大于黏性传递速率，热和扩散边界层就有可能扩展到速度边界层之外。
3 ）速度分布，温度分布，含水量分布的简单函数关系式u x —=1（二-1） U ：：T=1 （匚 一1）二 T （二 T -1） T=1（二 T 一1）£ =1（空 -1）二 c （二 cGCCC —1（二 c -1）C4）风越大，皮肤表面的气体更新速度越快，水的蒸发速度变快，传热越快，感觉到冷 出汗后感觉更凉快，是因为减小了汗水层的厚度，蒸发速度加快 当空气中湿度变大时，皮肤表面水的蒸发速度变慢，不利于传热 夏天空气湿度增加，汗水蒸发困难，人感觉闷热 冬天空气湿度增加，少量的汗水在皮肤表面使人感觉温暖。
6. （V ）在管式反应器模型（1.4.15）中，当Pe >0时，相当于完全返混的情况。
试从方 程（4.15）出发，通过适当的体积积分和取极限 Pe ）0,导出均相釜式反应器模型。
解：当Pe >0时，由原方程（4.15）及边界条件可知，c=const ，说明在完全返混的情况下，反 应器内具有均匀的浓度。
对于任意的Peclet 数，对方程4.15进行体积积分式中c 为反应器内的平均浓度。
将边界条件（4.15）代入（31）,得到U xu :：—-1） 得到11 二 Dacdz -Pe0 :z11dz- 1 仝dzcz兰一Dac1 ：cPe z -c 01 0(20)(21)dc-=—Dac —c-尸0, co )= 0 Z41(32)上式对任意Peclet 数均成立，仅当 Pe_；0时，反应器内浓度均匀， c = c 纲的理想混合釜式反应器数学模型。
z j ，上式成为无量 7. (V) 烯烃在Zieglar — Natta 催化剂颗粒上的气相聚合过程可用最简单的固体核模型 来描述，如附图所示。
气相中的烯烃单体在催化剂颗粒(图中阴影部分)表面聚合后生成一多 孔的固体聚合物壳层并将催化剂包裹在内部， 外部的气相烯烃单体只有扩散穿过此固体聚合物 壳层后才能到达催化剂表面参与反应。
试求： (i )证明单体在壳层中的扩散及聚合物粒子的生长由以下方程描述 汀 [M -；2 (r 2 沖) dR M W D ■ M . dt 二汀心 为聚合物壳层的密度 (kg/m 3), D 为单体在壳层中的扩散系数 式中M 为单体浓度 (mol/m 3), (m 2/s), M w 为单体的分子量，R 为聚合物颗粒的半径。
(ii) 设催化剂核半径为r c ,单体在外部气相本体中的浓度为 M B ,以上述参量为r 和M 的 特征尺度，并引入适当的时间尺度，将上述方程无量纲化。
然后根据气相单体与固体聚合物密 度之间的巨大差别(P s / p g ~103)将问题进一步简化。