化工原理第二版杨祖荣主编课后习题答案_1

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1、1.某烟道气的组成为CO213％，N276％，H2O11％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa时的密度。解：混合气体平均摩尔质量×−=Mm=ΣyiMi=(0.13×44+0.76×28+0.11×18)103∴混合密度3−3−328.98×10kg/molρm=pMm=××101.310×28.9810=0.457kg/m3RT8.31×(273+500)2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879kg/m3和867kg/m3,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。解：1ρmaa=1+2=ρ1ρ20.4879+0.686

2、7混合液密度ρm=871.8kg/m33．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75kPa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：p绝=pa+p表=pa＋p表∴p表'=(ppa＋真)－pa'=（101.3−=＋130)75156.3kPa4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58kPa。试计算液面到下方测压口的距离。解：液面下测压口处压力=0+ρgΔz=p1+ρppg

3、h题4附图1+ρ−0−(58−42)103∴Δz=pghpρg=p1p0ρg+h=×+900×9.810.55=2.36m15.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800kg/m3和1000kg/m3。（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=+ρgh+ρgh=p+ρghpph1h2AC题5附图BDa油1水2a水ρh+ρhρ800∴h=油1ρ水水2=ρ油水+h=h12100

4、0×0.7+0.6=1.16m（2）pA≠pBpC=pD6．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/m3，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。12p1=p+ρghp2pa=+ρ0gR题6附图p+ρghpa则容器内表压：=+ρ0gRp−pa=ρgR−ρgh=13600×0.45×9.81−900×0.8×9.81=53.0kPa07．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

5、算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600kg/m3。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p1=p1'，p2=p2'题7附图2又p1'=pA−ρgmp=+ρ=+ρ1p20gRp'0gR=pB−2++ρρg(mR)0gR所以pA−ρgmp=B−ρg(mR+)+ρ0gR整理得−=(ρ0−ρ)pApBgR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pA−pB=(13600−1000)×

6、9.81×0.18=22249Pa8．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/m3，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920kg/m3，指示液C为煤油，密度为850kg/m3。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−p≈Rgρ0p12用双液体U管压差计测量时，有'(−p=RgρA−ρCp12)因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数R'ρ0=1000=14.3R=ρA−ρC此时双液体U管的读数为−920850R'=14

7、.3R=×=14.312171.6mm9．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:p+ρgh=pa题9附图3=−pp=78×103=水柱高度haρg103×9.817.95m10．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1830kg/m3，体积流量