化工原理第二版第一章答案

在温度500℃、压力101.3kPa时的密度。 题4 附图 解：混合气体平均摩尔质量

kg/mol1098.2810)1811.02876.04413.0(33??×=××+×+×=Σ=iimMyM

∴ 混合密度

333kg/m457.0)500273(31.81098.28103.101=+××××==?RTpMρmm

2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m和867 kg/m,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。

解： 8676.08794.012211+=+=ρρρaam 混合液密度 3kg/m8.871=mρ 3．某地区大气压力为101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？ 解： ''表表绝＋pppppaa=+=

3

3

∴kPa3.15675)1303.101)(''=?==＋（－＋真表aapppp

. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m和1000 kg/m。 （1）计算玻璃管内水柱的高度；

（2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。 解：（1）容器底部压力

3

3

ghpghghppaa水水油ρρρ+=++=21

m16.16.07.010008002121=+×=+ρρ=ρρ+ρ=∴hhhhh水油水水油

（2） BApp≠DCpp=

6．为测得某容器内的压力，采用如图所示的U形压力计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m，h=0.8m，R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。 解：如图，1-2为等压面。

3

ghppρ+=1 gRppa02ρ+= gRpghpa0ρρ+=+

则容器内表压：

kPa0.5381.98.090081.945.0136000=××?××=ρ?ρ=?ghgRppa

7．如附图所示，水在管道中流动。为测得A-A′、B-B′截面的压力差，在管路上方安装一U形压差计，指示液为水银。已知压差计的读数R＝180mm，试计算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m和13600 kg/m。

解：图中，1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即

'11pp=， '22pp= B D h1 h2 A C 题5 附图 题7 附图 题6 附图 1 2

3

3

2

又 gmppAρ?='1

gRRmgpgRpgRppB002021)('ρρρρ++?=+=+= 所以 gRRmgpgmpBA0)(ρρρ++?=? 整理得 gRppBA)(0ρρ?=?

由此可见， U形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R有关，而与U形压差计放置的位置无关。

代入数据 Pa2224918.081.9)100013600(=××?=?BApp

8．用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为1000kg/m，读数R为12mm。为了提高测量精度，改为双液体U管压差计，指示液A为含40％乙醇的水溶液，密度为920 kg/m，指示液C为煤油，密度为850 kg/m。问读数可以放大多少倍？此时读数为多少？

解：用U形压差计测量时，因被测流体为气体，则有

021

3

3

3

ρRgpp≈?

用双液体U管压差计测量时，有

)('21CAgRppρρ?=?

因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数

3.1485092010000'=?=?=CARRρρρ

此时双液体U管的读数为

mm6.171123.143.14'=×==RR

9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水，并沿气压管流至地沟排出。现已知真空表的读数为78kPa，求气压管中水上升的高度h。 解: apghp=+ρ 题9 附图

3 水柱高度 m95.781.910107833=××=ρ?=gppha

10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度为1830 kg/m，体积流量为9m/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm476×φ

kg/h1647018309=×=ρ?=ssVm

m/s69.0068.0785.03600/9785.0221=×==dVus s)kg/(m7.1262183069.0211?=×=ρ=uG

3

3

(2) 小管: mm5.357×φ

质量流量不变 kg/h164702=sm

m/s27.105.0785.03600/9785.02222=×==dVus

或: m/s27.1)5068(69.0)(222112===dduu s)kg/(m1.2324183027.1222?=×=ρ?=uG

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