化工原理第6章课后习题答案

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1、第五章习题解答1）1）总压100，温度25℃的空气与水长时间接触，水中的的浓度为多少？分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。空气中的体积百分率为0.79。解：将空气看作理想气体：y=0.79p*=yp=79kPa查表得E=8.76×kPaH=C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m32）2）已知常压、25℃下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为大气压，溶质A的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶质A浓度为的水溶液；②溶质A浓度为的水溶液；③溶质A浓度为的水溶液。试求上述三种

2、情况下溶质A在二相间的转移方向。解：E=0.15×104atm，p=0.054atm，P=1atm，y=p/P=0.054①∴∴∴平衡②∴∴∴气相转移至液相③∴∴∴液相转移至气相④P=3atmy=0.054E=0.15×104atm∴m=E/P=0.05×104x4=x3=5.4×10-5∴∴∴气相转移至液相1）3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫化氢混合气中的硫化氢。总压为1大气压。已知塔底气相中含1.5%（摩尔分率），水中含的浓度为（摩尔分率）。试求塔底温度分别为5℃及30℃时的吸收过程推动力。解：查表得（5

3、0C）E1=3.19×104kpam1=E1/P=315p*1=Ex=0.3192）4）总压为100，温度为15℃时的亨利系数E为。试计算：①H、m的值（对稀水溶液密度为）；②若空气中的分压为50，试求与其相平衡的水溶液浓度，分别以摩尔分率和摩尔浓度表示。 3）5）在总压为100、水温为30℃鼓泡吸收器中，通入纯，经充分接触后测得水中的平衡溶解度为溶液，溶液的密度可近似取为，试求亨利系数。解：p*=100KPa(mol/L)/kPakPa1）6）组分A通过另一停滞组分B进行扩散，若总压为，扩散两端组分A的分压分别为23.

4、2和6.5。实验测得的传质系数为。若在相同的操作条件和组分浓度下，组分A和B进行等分子扩散，试分别求传质系数和传质速率。解：pA1=23.2KPapA2=6.5KPapB1=P－pA1=78.1KPapB2=94.8KPa∴∴∴2）7）已知：柏油路面积水，水温20℃，空气总压100，空气中水汽分压1.5，设路面积水上方始终有厚的静止空气层。问柏油路面积水吹干需多长时间？解：该过程可看作一组分通过另一停滞组分的扩散过程查表得200C时水的饱和蒸汽压为P=1.5kPa依题意=2.3346kPa=1.5kPa以为扩散为稳定扩散

5、，所以1）8）试分别计算0℃及101.3下、在空气中的扩散系数，并与实验值进行比较分析。解：(1)A：CO2，B：空气，MA=44，MB=29VB=29.9，VA=34.0，P=101.3KPa，t=273.2K(2)A：SO2，B：空气，MA=64，MB=29VB=29.9，VA=44.8，P=101.3KPa，t=273.2K2）9）试计算在35℃水中的扩散系数，并与实验值进行比较分析。解：A：HCl，B：H2O，MB=18，α=2.6VA=3.7+21.6=25.3，T=308.2K，μ=0.7225cp3）10）

6、           某传质过程的总压为300，吸收过程传质系数分别为、，气液相平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为，试求：①吸收过程传质总系数和；②液相中的传质阻力为气相的多少倍。解：10.(1)E=10.67×103kPa，P=300kPa，∴Ky=0.3919∴Kx=13.94(2)11）在填料塔内以水吸收空气～氨混合气中的氨。已知：总压P为1大气压，温度t为20℃，亨利系数E为，气相体积传质分系数为，液相体积传质分系数为。气相中含氨5.4%（体积），液相中含氨0.062（摩尔分率），液相可按稀溶液处理。试求气、液界

7、面处平衡的浓度以及气相传质阻力占总阻力的分率。解：m=E/P=76.6/101.33=0.756∴y=0.054x=0.062c=1000/18=55.56kmoL/m得：气相阻力占总阻力分率为：12)若某组分在气相中的摩尔分率保持不变，将其总压增大一倍，但其质量流速不变，试分析和的变化情况？解：∵P↑,DP不变，(pB2－pB1)’=2(pB2－pB1)∴∵ky=Pkg∴NA=ky(y1－y2)∴13)用填料塔进行逆流吸收操作，在操作条件下，气相、液相传质系数分别为和。试分别计算相平衡常数为0.1和100时，吸收传质过

8、程的传质阻力分配情况。若气相传质分系数，当气相流量G增加一倍时，试分别计算上述两种情况下总传质系数增大的倍数。解：①ky=0.013kmol/(m2×s)，kx=0.026kmol/(m2×s)m=0.1时，,m=100时，,②G′=2G，ky′=20.8ky=0.02263m=0.1时，m=100时，     14