《化工原理》第四版习题答案解析

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 (400589910100000518)

-==⨯+x 【0-2】在压力为101325

Pa 、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 (1690167101325)

==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/.10005

200=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 (10410003690410006114)

ω⨯==⨯+⨯ 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 /..31

69603690631684703ρ=

=+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 kg 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 2224

H N CO CO 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 。