气体动力学基础第六章答案

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解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系 1．轨线和流线

2．马赫数M和速度系数λ 5．膨胀波和激波

一、 回答下列问题

1．膨胀波在自由表面上反射为什么波？为什么？

4．收敛喷管的三种流动状态分别是什么？各有何特点？ 三、（１2分）已知压气机入口处的空气温度Ｔ１＝２８０Ｋ，压力Ｐ１=１.０bar，在经过压气机进行可逆绝热压缩以后，使其压力升高了２５倍，即增压比Ｐ２／Ｐ１＝２５，试求压气机出口处温度和比容，压气机所需要的容积功。设比热容为常数，且比热比k=1.4。

四、空气沿如图1所示的扩散管道流动，在截面1-1处空气的压强

p1?1.033?105N/m2,温度t1?15?C,速度V1?272米/秒，截面1-1的面积A1=10厘米2，在截面2-2处空气速度降低到V2=72.2米/秒。设空气在扩散管中的流动为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数M1和M2；（2）进、出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。

六、(15分)在超声速风洞的前室中空气的滞止温度为T*=288K,在喷管出口处空

气的速度V1=530米/秒，当流过试验段中的模型时产生正激波（如图1所示），求激波后空气的速度。

2 1 V1 V2 V1

轨交车辆动力学

第六章 车辆动力学车辆动力学是对车辆与线路之间及车辆之间相互耦合作用的复 杂动力作用过程机理进行系统研究，并据此提出车 辆及列车关键结构和参数的一门学科。

主要研究的问题研究和确定车辆在导向线路上安全和平稳运行的条 件。 研究车辆结构、走行悬挂系统、牵引驱动装置、连 接与缓冲装置等机构的结构与参数。 研究车辆各部件的动载荷特征。

轨交车辆动力学

第一节 引起车辆振动的原因及基本振动型式一、车辆振动的型式 伸缩：沿x轴的纵向振动 浮沉：沿z轴的上下振动 横摆：沿y轴的振动。 侧滚：在横断面内的转动 摇头：沿水平面的转动 点头：纵向立面中的转动 车体的横摆与侧滚形成了两个耦合振型：绕车体重心上方某滚心运动的为上心滚摆； 绕车体重心下方某滚心运动的为下心滚摆。

摇头与滚摆属于横向振动范畴， 浮沉、点头为垂向运动范畴， 伸缩则为纵向振动。

轨交车辆动力学

车体的空间振动

轨交车辆动力学

二、激起车辆振动的线路原因

轨道不平顺的4种类型 (a)高低不平顺； (b)水平不平顺和轨距不平 顺； (c)方向不平顺

轨交车辆动力学

轨道随机不平顺的表示

——50kg重钢轨的有缝轨道 ……50kg重钢轨的无缝轨道

轨道高低不平顺的功率谱密度函数示例

轨交车辆动力学

三、车辆的自

第六章 发酵动力学

主要内容第一节 概述 第二节 分批培养动力学 第三节 连续培养动力学 第四节 补料分批动力学

什么是发酵动力学？ 什么是发酵动力学？研究发酵过程中菌体生长、 研究发酵过程中菌体生长 、 基质消 耗 、 产物生成的动态平衡及其内在 规律。 规律。

主要研究内容发酵动力学参数特征 微生物生长速 参数特征： 1、发酵动力学参数特征：微生物生长速 发酵产物合成速率 底物消耗速率 速率、 速率及 率、发酵产物合成速率、底物消耗速率及 转化率、效率等 其转化率、效率等； 2、影响发酵动力学参数的各种理化因子； 影响发酵动力学参数的各种理化因子； 各种理化因子 发酵动力学的数学模型 数学模型。 3、发酵动力学的数学模型。

研究发酵动力学的目的认识发酵过程的规律 优化发酵工艺条件， 优化发酵工艺条件 ， 确定最优发 酵过程参数， 基质浓度、 酵过程参数 ， 如 ： 基质浓度 、 温 pH、溶氧， 度、pH、溶氧，等等 提高发酵产量、 提高发酵产量、效率和转化率等

发酵反应动力学的研究内容研究反应速度及其影响因素并建 立反应速度与影响因素的关联 反 反应动力学模型 应 器 的 操 作 模 型操作条件与反应结 果的关系， 果的关系，定量地 控制反应过程

第六章 发酵动力学

主要内容第一节 概述 第二节 分批培养动力学 第三节 连续培养动力学 第四节 补料分批动力学

什么是发酵动力学？ 什么是发酵动力学？研究发酵过程中菌体生长、 研究发酵过程中菌体生长 、 基质消 耗 、 产物生成的动态平衡及其内在 规律。 规律。

主要研究内容发酵动力学参数特征 微生物生长速 参数特征： 1、发酵动力学参数特征：微生物生长速 发酵产物合成速率 底物消耗速率 速率、 速率及 率、发酵产物合成速率、底物消耗速率及 转化率、效率等 其转化率、效率等； 2、影响发酵动力学参数的各种理化因子； 影响发酵动力学参数的各种理化因子； 各种理化因子 发酵动力学的数学模型 数学模型。 3、发酵动力学的数学模型。

研究发酵动力学的目的认识发酵过程的规律 优化发酵工艺条件， 优化发酵工艺条件 ， 确定最优发 酵过程参数， 基质浓度、 酵过程参数 ， 如 ： 基质浓度 、 温 pH、溶氧， 度、pH、溶氧，等等 提高发酵产量、 提高发酵产量、效率和转化率等

发酵反应动力学的研究内容研究反应速度及其影响因素并建 立反应速度与影响因素的关联 反 反应动力学模型 应 器 的 操 作 模 型操作条件与反应结 果的关系， 果的关系，定量地 控制反应过程

第六章 气—固催化反应宏观动力学

宏观反应速率—以颗粒催化剂体积为基准的平均反应速率

VS(?RA)??(?r0VS0A)dVSS?dVAA1?(?r)dVS 6.1—1 ?VS0AVS(?R)—A组分的宏观消耗速率； (?r)—A组分的本征消耗速率；

VS—催化剂颗粒体积。

宏观动力学—表述宏观反应速率与其影响因素之间关系 在本征反应动力学基础上讨论：

1、 流体在固体催化剂中的扩散规律； 2、 催化剂内浓度、温度分布规律； 3、 宏观反应速率的关联式。

6.1催化剂颗粒内气体的扩散

a、分子扩散或容积扩散—扩散阻力主要是分子间的碰撞（对大孔）；

b、努森(kondson)扩散—当微孔的孔径小于分子的平均自由程（约0.1?m）时，分子与孔壁的碰撞机会会超过分子间的相互碰撞，扩散阻力主要是分子与孔壁的碰撞； C、构型扩散—（d0?0.5~1nm），d0与分子大小是一个数

量级，分子的扩散系数与分子的构型有关。 扩散系数：

1

dnAdCApdyASdt??DABdz??RTDABdz 6.1—2 ?5D10AB与?有关???Pcm,P?压力，atm

6.1.1分子扩散

当d20???,一般?/d0?10

第六章 化学反应动力学

思考题解答

一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由）

1. 错 2. 对 3. 错 4. 错 5. 错 6. 错 7. 对 8. 对 9.错 10. 对 二、选择题

1. B 2. A. 3. B. 4. D. 5 .C 6.D. 7. A. 8. B 9. B. 10. C.

习题解答

1.请根据质量作用定律，写出下列各基元反应或复合反应中

kdcA与各物质浓度的关系。 dtk?2P （2）A + 2B???P + 2S （1）2A + B??k1 k（3）2A + M???A2?M （4）2A B

k1 kk-1 （5）2A 2B+D B+A 2D

k-1 k （6）

解：

dcAdcdc222?2kcAcB （2）?A?kcAcB（3）?A?2kcAcM dtdtdtdcdc2222（4）?A??2k2cB+2k1cA （5）?A??2k?1cBcD+2k1

基本原理篇 第六章 化学热力学基础

本章教学要求 掌握赫斯定律和化学反应热计算、用吉布斯能变判断化学反应的方向 熟悉化学平衡常数的表示法及应用 了解系统、环境、过程、热、功、状态函数及生物系统热力学

化学热力学(chemical thermodynamics)是研究化学变化的方向和限度及其伴随变化过程中能量的相互转换所遵循规律的科学。化学热力学是一门宏观科学，研究方法是热力学状态函数的方法，不涉及物质的微观结构。本章阐述反应热效应的计算、应用吉布斯能变来判断化学反应的方向、讨论化学平衡及其移动。最后介绍热力学在生命系统中的应用。

第一节 热力学的基本概念

一、系统

热力学把所研究的对象称为系统(system)，在系统以外与系统有互相影响的其他部分称为环境(surroundings)。与环境之间既有物质交换又有能量交换的系统称为敞开系统(open system)；与环境之间只有能量交换而没有物质交换的系统称为封闭系统(closed system)；与环境之间既没有物质交换也没有能量交换的系统称为孤立系统(isolated system)。

生命系统可以认为是复杂的化学敞开系统，能与外界进行物质、能量、信息的交换，结构整齐有序。通

课件一补充题：

[补充题] 把P=1atm，V=100cm的氮气压缩到20cm，求若分别

3

3

的是下列过程所需吸收的热量Q、经历对外所做的功W及内能增

量,（1）等温压缩;（2）先等压压缩再等容升压回到初温。

(1)等温过程, ?E=0

Q1?W1??RTlnV2?PV2V1V1ln1V1?1.013?105?100?10?6ln20100??16.3J(2)先等压压缩，W2=P(V2-V1)=-8.1J 等容升压，W3=0

对全过程 ?E=0 (T1=T2) 对全过程，有 Q2=W2+?E=-8.1J

6-21 一热力学系统由如图6—28所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。

(1) 如果它沿adb过

程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量?

(2)当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热?

解： 根据热力学第一定律 Q??E?W

（1）∵a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是： ?Eab?Qac?bWacb?560J?356J?20 4J( 由于内能是状态系数，与系统所经过的

第六章 三相交流电路

一．填空题。

1.由三根 线和一根 线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为 。

2.三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即 电压和 电压。这两种电压的数值关系是 ，相位关系是 。

3.对称三相交流电动势的特征是：各相电动势的最大值 ;频率 ；彼此间的相位互差 。

4.对称三相电动势的瞬时表达式为：eu=Emsinωt；ev= ；ew= 。 5.三相四线制电网中，线电压是指 和 之间的电压，相电压是指 和 之间的电压。

6.三相电路中的相电流是流过 的电流，线电流是流过 的电流。 7.三相对称负载星型连接，接上三相电源后，各相负载两端的电压等于电源的

习题6.1

1.设X1,X2,?,X6是来自服从参数为?的指数分布E???的样本，试写出样本的联合概率密度.

????x?6解：f?x1,x2,?,x6????ei?1?0?6x1,x2,?,x6?0

其他2.设X1,X2,?,X6是来自?0,??上的均匀分布的样本，??0未知，试写出样本的联合密度函数.

???6解：f?x1,x2,?,x6????00?x1,x2,?,x6???6

其他3．某厂生产玻璃板，以每块玻璃上的泡疵点个数为数量指标，已知它服从均值为?的泊松分布，从产品中抽一个容量为n的样本X1,X2,?,Xn，求样本的联合分布律.

?kie?i?1 ki?0,1,?，i?1,2,?,n, 解：P?X1?k1,X2?k2,?,Xn?kn??k1!k2!?kn!?n?n

4．设总体X~B(1,p),(X1,X2,?Xn)为总体的一个容量为n的简单随机样本，求样本的联合分布律.

解：P?X1?x1,X2?x2,?,Xn?xn??p?i?1nxin?(1?p)?xii?1n xi?0,1 i?1,2,?,n

5. 设某商店100天销售电视机的情况有如下统计资料： 日售出台数k 2 3 4 5