化工原理第四版课后答案
化工原理第四版陈敏恒答案
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 。
化工原理第四版答案(王志奎)
(1)混合气体在操作条件下的密度为
m
pM m RT
106.8 18.6 0.763 8.314 313
kg / m3
(2)混合气体 V 6000m3 ，摩尔体积为 M m 18.6 m3 / kmol m 0.763
混合气体的量为
n V 6000 0.763 246 kmol
Mm
18.6
正辛烷的质量分数 2 1 0.369 0.631
从附录四查得 20℃下正庚烷的密度 1 684kg / m3 ，正辛烷的密度为 2 703kg / m3
混合液的密度
m
0.369
1
0.631
696kg
/
m3
684 703
【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 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 11' 处的压力平衡，有
p绝 gh 大气压力 p绝 101200 1000 9.81 2 81580 P（a 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
，
管内径为 200mm，截面 2 处的管内径为 100mm。由于水的压力，截面 1 处产生 1m 高的水
柱。试计算在截面 1 与 2 之间所产生的水柱高度差 h 为多少（忽略从 1 到 2 处的压头损失）?
解
另一计算法
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
H2O 1000×0.8=800kg
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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 。
化工原理第四版思考题答案
化工原理第四版思考题答案【篇一：化工原理(王志奎)第四版课后答案】345【篇二：化工原理第四章思考题答案】>4-1 根据传热机理的不同，有哪3种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：（1）基本传热方式有热传导、热对流和热辐射3种。
（2）热传导简称导热，是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量；对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量；辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波，向空间传播来传递热量。
4-2 傅里叶定律中的负号是什么意思？答：由于x方向为热流方向，与温度梯度的方向正好相反。
q是正值,而是负值,加上负号,故式中加负号。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：物质热导率的大小主要与物质种类（固、液、气）和温度有关。
一般来说，固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体液体气体。
4-4 纯金属与其合金比较，热导率哪个大？答：在各类物质中，纯金属的热导率为 ,合金的热导率为 , 故热导率纯金属比合金大。
4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构，其孔隙中含有值小的空气。
密度越小，则所含的空气越多。
但如果密度太小，孔隙尺寸太长，其中空气的自然对流传热与辐射作用增强，反而使增大。
故非金属的保温材料的热导率与密度有关。
4-6 在两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小，哪一层热阻大？热阻大的原因是什么？答：（1）温度差较大的层热阻较大。
（2）对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等，即导热速率相同，采用数学上的等比定律可得。
由此可见，热阻大的保温层，分配与该层的温度差就越大，即温度差与热阻成正比。
4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积a的导热速率q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。
而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率q，也可以计算单位圆筒长度的壁面导热速率 ,为什么不能计算热流密度？答：在稳态下通过圆筒壁的导热速率q与坐标r无关，但热流密度却随着坐标r变化，故不能计算热流密度。
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全书分上、下两册。
上册包括流体流动、流体输送机械、流体流过颗粒和颗粒层的流动、非均相混合物的分离、传热和蒸发等6章，书末有26个附录; 下册包括传质分离过程概论、吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、干燥、吸附分离、膜分离和其他分离方法等9章。
本书可供高等院校化工、生物化工、环境、食品、轻工、制药和材料等专业的师生作教材使用，也可作为从事上述专业的设计、开发和运行的工程技术人员的学习参考书。
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本书可与《化工原理习题解析(上、下册)》配套使用。
化工原理第四版(王志奎著)：内容简介《化工原理(第4版)》以物料衡算、能量衡算、物系平衡关系、传递速率及经济核算观点5个基本概念为基础，介绍了主要化工单元操作的基本原理、计算方法及典型设备。
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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？
化工原理第4版答案谭天恩
化工原理第4版答案谭天恩1、能影响黄酮类成分的溶解性的因素有（多选）（）*A黄酮的类型(正确答案)B苷元上取代基的种类、数目和位置(正确答案)C糖基的数目和位置(正确答案)D分子立体结构(正确答案)2、下列化合物可用水蒸汽蒸馏法提取的是（）[单选题] *A七叶内酯(正确答案)B七叶苷C厚朴酚D五味子素3、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4、当一种溶剂无法结晶时，常常使用混合溶剂，下列不是常用的混合溶剂是（）[单选题] *A甲醇-水B乙酸-水C乙醚-丙酮D石油醚-水(正确答案)5、下列含有蒽醌类成分的中药是（）*A丹参B决明子(正确答案)C芦荟(正确答案)D紫草6、黄酮母核具有的下列何种结构特点在碱液中不稳定（）[单选题] *A邻二酚羟基(正确答案)B3-羟基C5-羟基D7-羟基7、生物碱碱性的表示方法常用（）[单选题] *ApKBBKBCpH(正确答案)DpKA8、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的（）[单选题] * A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可9、在简单萃取法中，一般萃取几次即可（）[单选题] *A3～4次(正确答案)B1～2次C4～5次D3～7次10、下列关于香豆素的说法，不正确的是（）[单选题] *A游离香豆素多具有芳香气味B分子量小的香豆素有挥发性和升华性C香豆素苷多无香味D香豆素苷多无挥发性，但有升华性(正确答案)11、纸色谱是分配色谱中的一种，它是以滤纸为（），以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
（）[单选题] *A固定相B吸附剂C展开剂D支持剂(正确答案)12、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13、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D14、萃取时，混合物中各成分越易分离是因为（）[单选题] * A分配系数一样B分配系数相差越大(正确答案)C分配系数越小D以上都不是15、具有挥发性的生物碱是（）[单选题] *A苦参碱B莨菪碱C麻黄碱(正确答案)D小檗碱16、挥发油常见属于哪类萜类化学物（）[单选题] *A半萜与单萜B单贴与倍半萜(正确答案)C倍半萜与二萜D二萜与三萜17、木脂素母核结构中的C6-C3单体数目为（）[单选题] *A1个B2个(正确答案)C3个D4个18、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)19、浓缩速度快，又能保护不耐热成分的是（）[单选题] *A水蒸汽蒸馏法B常压蒸馏法C减压蒸馏法(正确答案)D连续回流法20、可与异羟肟酸铁反应生成紫红色的是（）[单选题] *A羟基蒽醌类B查耳酮类C香豆素类(正确答案)D二氢黄酮类21、与明胶反应生成沉淀的成分是（）[单选题] *A强心苷B皂苷C有机酸D鞣质(正确答案)22、药材虎杖中的醌结构类型为（）[单选题] *A苯醌类B萘醌类C蒽醌类(正确答案)D菲醌类23、四氢硼钠反应变红的是（）[单选题] *A山柰酚B橙皮素(正确答案)C大豆素D红花苷24、有机溶剂加热提取中药成分应采用（）[单选题] *A回流装置(正确答案)B蒸馏装置C萃取装置D分馏装置25、具有挥发性的香豆素成分是（）[单选题] * A游离小分子简单香豆素(正确答案)B香豆素苷C呋喃香豆素D双香豆素26、厚朴酚的结构类型为（）[单选题] *A简单木脂素B单环氧木脂素C木脂内酯D新木脂素(正确答案)27、极性最大的溶剂是（）[单选题] *A酸乙酯(正确答案)B苯C乙醚D氯仿28、具有光化学毒性的中药化学成分类型是（）[单选题] *A多糖B无机酸C鞣质D呋喃香豆素(正确答案)29、E与水任意比例相溶(正确答案)不耐热成分不宜采用的提取方法是（）* A浸渍法B渗漉法C煮法(正确答案)D回流提取法(正确答案)30、游离木脂素易溶于下列溶剂，除了（）[单选题] *A乙醇B氯仿C乙醚D水(正确答案)。
资料-陈敏恒化工原理第4版课后答案
1章答案（一）习题静压强及其应用1-1用如图1-2-1所示的U形压差计测量管路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为760mmHg，试求：（1）A点的绝对压强，Pa；（2）A 点的表压，Pa。
图1-2-1解：已知则1-2为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图1-2-2所示的装置。
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？图1-2-2解：已知：管道中空气缓慢流动，u＝0。
求：贮槽内液体的储存量W。
由题意，则故贮槽内液体的储存量为1-1一敞口贮槽内盛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（N）表示；（2）槽底面所受的压强是多少（Pa）？解：已知：求：（1）人孔盖受力F（N）；（2）槽底压强P（Pa）。
（1）由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变化，所以能够以孔盖中心处的压强对全面积求积得F为（2）槽底面所受的压强为1-2如图1-2-3所示为一油水分离器。
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。
图1-2-3解：已知：求：H（m）。
由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理，，故1-1如图1-2-4所示复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。
化工原理第四版答案(王志奎)
解 (1)甲醇的饱和蒸气压 pA
lg
pA
7.19736
1574.99 25 238.86
pA 16.9kPa
(2) 空气中甲醇的组成
摩尔分数
yA
16.9 101.325
0.167
质量分数
A
0.167 32 0.16732 (1 0.167) 29
0.181
浓度
cA
pA RT
16.9 8.314 298
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
(1)混合气体在操作条件下的密度为
m
pM m RT
106.8 18.6 0.763 8.314 313
kg / m3
(2)混合气体 V 6000m3 ，摩尔体积为 M m 18.6 m3 / kmol m 0.763
混合气体的量为
n V 6000 0.763 246 kmol
Mm
18.6
正辛烷的质量分数 2 1 0.369 0.631
从附录四查得 20℃下正庚烷的密度 1 684kg / m3 ，正辛烷的密度为 2 703kg / m3
混合液的密度
m
0.369
1
0.631
696kg
/
m3
684 703
【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。
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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A p.lg ..1574997197362523886=-+Ap.169=ApkPa(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 。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解 标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325【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 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差..p kPa p kPa ∆=--=+=∆=-=157（12）15712169 或 258 389 3169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/kg kmol 100，正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。
将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (104100)03690410006114ω⨯==⨯+⨯正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-=从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684，正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631684703ρ==+m kg m【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/3879kg m ，甲苯的密度为/3867kg m 。
混合液密度 ../3879048670．68718 ρ=⨯+⨯=m k g m【1-5】有一气柜，满装时可装36000m 混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为2224H N COCO CH .04 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 K p kPa =+==+=27340313，101 35 5106 8 （绝对压力） 混合气体的摩尔质量....../2042802280324400716001186 =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=m M kg kmol(1)混合气体在操作条件下的密度为.../.m m pM kg m RT ρ⨯===⨯310681860763 *******(2)混合气体36000=V m ，摩尔体积为./.mmM m kmol ρ=31860763混合气体的量为 ..m mV n kmol M ρ⨯===60000763246 186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绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa(2)管子上端空间的表压 表p表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa(3)管子上端空间的真空度真p()真表=-=-1962019620 p p Pa -=(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h'cclh h ρρ=4水 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594习题1-6附图'.h m ⨯==10002125 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/313550kg m ，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/3水=998ρkg m()....331011001213550005998981117410=⨯+⨯+⨯⨯=⨯p Pa【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 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/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解 容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0()0因g 0，故0ρρ-≠=R(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410().....333222941012125098144110ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯B p p g Pa【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U 形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。
若指示液读数为150=R mm ，试求A 、B 两点的压力差。
解 等压面''1111，-=p p1水ρ=-A p p H g()'.1汞水05g ρρ=-+++B p p H R g R由以上三式，得习题1-8附图习题1-9附图().汞水05ρρ-=-+A B p p R g R g已知./3汞015，13600ρ==R m kg m ，().....01513600981050151000981-=⨯⨯-+⨯⨯A B p p..31364101364 =⨯=Pa kPa【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动，为测量A 、B 两截面间的压力差，安装了两个串联的U 形管压差计，指示液为汞。
测压用的连接管中充满水。
两U 形管的连接管中，充满空气。
若测压前两U 形压差计的水银液面为同一高度，试推导A 、B 两点的压力差∆p 与液柱压力汁的读数12、R R 之间的关系式。
解 设测压前两U 形压差计的水银液面，距输水管中心线的距离为H 。
在等压面'22-处11221汞水气22ρρρ+⎛⎫⎛⎫=++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭A R R R p p H g R g g '222汞水2ρρ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭B R p p H g R g因'22=p p ，由上两式求得 ()水气12汞g 2ρρρ+⎛⎫-=+- ⎪⎝⎭A B p p R R因气水ρρ<<故 ()水12汞-2ρρ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭A B p p R R g【1-11】力了排除煤气管中的少量积水，用如习题1-11附图所示水封设备，使水由煤气管路上的垂直管排出。
已知煤气压力为10kPa （表压），试计算水封管插入液面下的深度h 最小应为若干米。
解 ..310101021000981ρ⨯===⨯p h m g 流量与流速【1-12】有密度为/31800kg m 的液体，在内径为60mm 的管中输送到某处。
若其流速为/0．8m s ，试求该液体的体积流量()3／m h 、质量流量()/kg s 与质量流速()/2⎡⎤⋅⎣⎦kg m s 。
解 (1) 体积流量 ./.223330．060．822610814 ／44ππ-==⨯⨯=⨯=V q d u m s m h(2) 质量流量 ../m V q q kg s ρ-==⨯⨯=3226101800407习题1-11附图习题1-10附图(3) 质量流速 ./().22407===1440 0064m q kg m s A ωπ⋅⨯ 【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器，其内管为.mm .mm 335325φ⨯，外管为mm .mm 6035φ⨯。