第5章思考题和习题解答

第五章思考题及习题答案5-1什么是电力系统的有功功率备用容量？为什么要设置备用容量？答：系统的电源容量超出发电厂发出的有功功率的总和的部分，称为系统的备用容量。

系统设置有功功率备用容量为了满足频率调整的需要，以保证在发电、供电设备发生故障或检修时，以及系统负荷增加时，系统仍有足够的发电容量向用户供电，保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。

5-2 电力系统频率偏移过大的影响有哪些？答：频率偏移过大时，主要有以下影响：（1）电动机的转速和输出功率随之变化，会严重地影响产品的质量。

（2）会影响各种电子设备工作的精确性。

（3）对电力系统的正常运行影响很大。

对汽轮发电机叶片都有不良影响；电厂用的许多机械如水泵、风机等在频率降低时都要减小出力，因而影响发电设备的正常运行，使整个发电厂的有功出力减小，从而导致系统频率的进一步下降；频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增大，为了不超越温升限额，不得不降低发电机的发出功率；频率降低时，系统中的无功功率负荷将增大，无功功率损耗增加，这些都会给电力系统无功平衡和电压调整增加困难。

总之，由于所有设备都是按系统额定频率设计的，系统频率质量的下降将影响各行各业。

而频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。

5-3 什么是电力系统负荷的有功功率—静态频率特性？何为有功功率负荷的频率调节效应？K的大小与哪些因素有关？L答：系统处于运行稳定时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率—静态频率特性。

当系统有功平衡破坏而引起频率变化时，系统负荷也参与对频率的调节（当频率变化时，系统中的有功功率负荷也将发生变化），这种特性有助于系统中的有功功率在新的频率下重新达到平衡，这种现象称为负荷的频率调节效应。

K的数值取决于全电力系统各类负荷的比重。

L5-4什么是电力系统发电机组的有功功率—静态频率特性？何为发电机组的单位调节功率？K的大小与哪些因素有关？G答：发电机输出的有功功率与频率之间的关系称为发电机组的有功功率一频率静态特性。

C．A=C : C=B : B=AD．A=（A+B）/2 : B=（A – B）/2
4．下段程序执行的输出结果是。
S=0:T=0:U=0
For i=1 To 3
For j=1 To i
For K=j To 3
S=S+1
Next K
T=T+1
Next j
U=U+1
Next i
Print S;T;U
A．3 6 14B．14 63C．14 3 6D．16 4 3
Next j
If j>Int (Sqr(n-m))ThenPrint n,m,n-m
EndIf
Next m
Next n
EndSub
六
（1）编程序计算：1！+3！+5！+….+11！
（2）输入两个正整数m和n，求其最大公约数a和最小公倍数b，计算最大公约数a的方法如下：先算出m/n余数r,若r等于0，则n为最大公约数；若r不为0，则把原来的n值作为新的m值，把原来的r值作为新的n值，继续运算。这样辗转相除，直到r为0，此时的n值为最大公约数a,最小公倍数则可用原始m与n值的积除以最大公约数求得。
Private Sub Form_click()
Dim k,a,b as integer
a=20
b=2
k=2
Do While k<=a
b=b*2
k=k+5
Loop
Print b
End Sub
5.写出以下程序在单击命令按钮后的输出结果。
Private Sub Form_click()
k=0
fori=1 to 5
If n <= 0 Or m <= 0 Then

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第5章 变 压 器
5.2 (3) 两个匝数相同（N1= N2 ）的铁心线圈分别接 到电压相等（U1= U2）而频率不同（f1＞f2）的两个交流电 源上时，试分析两个线圈中的主磁通Φ1m 和Φ2m 的相对大 小（分析时可忽略线圈的漏阻抗）。
5.4 (1) 在求变压器的电压比时，为什么一般都用空 载时一、二次绕组电压之比来计算？
空载时： U1≈E1，E2 = U20 = U2N ，而负载时： U1≈E1， E2≈U2 ，显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电 压比精确度较高。
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第5章 变 压 器
5.4 (2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成 反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么 不成立？
5.4 (2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成 反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么 不成立？
5.4 (3) 满载时变压器的电流等于额定电流，这是的 二次侧电压是否也等于额定电压？
5.4 (4) 阻抗变换的公式即式（5.4.11）是在忽略什么 因素的条件下得到的？
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第5章 变 压 器
5.2 (1) 额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小 相同的直流电压？
【答】 如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小 相等的直流电压会把线圈烧毁。这是因为交流铁心线圈 上施加的交流电压绝大部分被感应电动势所平衡 （U≈E），漏阻抗上的电压很小，因而励磁电流很小。 如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感应 电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上， 该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电 流，使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护 装置将动作跳闸。

5.4 将等体积的0.40 molL-1 的Fe2+溶液和0.10 molL-1Ce4+溶液相混 合，若溶液中H2SO4浓度为0.5 molL-1，问反应达平衡后，Ce4+的浓度 是多少？ 答案： （中，） 混合后： 代入中： 解得：
5.5 在1 molL-1 HCl溶液中，用Fe3+滴定Sn2+，计算下列滴定百分数时 的电位：9，50，91，99，99.9，100.0，100.1，101，110，200%， 并绘制滴定曲线。 答案： 1mol·L-1HCl中 ,，
答案：
3.15 为分析硅酸岩中铁、铝、钛含量，称取试样0.6050 g。除去SiO2
后，用氨水沉淀铁、铝、钛为氢氧化物沉淀。沉淀灼烧为氧化物后重
0.4120 g; 再将沉淀用K2S2O7熔融，浸取液定容于100 mL容量瓶, 移
取25.00 mL试液通过锌汞还原器，此时Fe3+→Fe2+，Ti4+→Ti3+，还原
As2O3 NaOH 溶解 AsO2- 酸化，NaHCO3中和 I3- AsO43- （ep
为无色 蓝色）
As2O5
AsO43- pH 8-9
淀粉 (测AsO2-)
AsO43- 酸化
KI（过） I2 Na2S2O3 I- （ep 为蓝色无色，
测总量） [H+]=4 mol/L
6． H2SO4+H2C2O4
H2SO4 NaOH SO42- (测总量) H2SO4酸化 KMnO4 Mn2+(测H2C2O4量)
H2C2O4 PP
C2O42-
CO2
7． MnSO4+MnO2
MnSO4 H2SO4
Mn2+（总） KMnO4 Mn2+ （测定

思考题与习题1.可以决定直流伺服电动机旋转方向的是（）A.电机的极对数B.控制电压的幅值C.电源的频率D.控制电压的极性2.有一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不变，当负载增加时，电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变化？3.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性（见图5-101)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻R L时，电动机的转速就下降。

试问这是什么原因？图5-101 用直流发电机作为直流电动机的负载4.已知一台直流电动机，其电枢额定电压U a=110V，额定运行时的电抠电流I a=0.4A，转速n=3600r/min，它的电枢电阻R a＝50Ω，空载阻转矩T0=15mN·m。

试问该电动机额定负载转矩是多少？5.用一对完全相同的直流机组成电动机-发电机组，它们的励磁电压均为110V，电抠电阻R a=75Ω。

已知当发电机不接负载，电动机电枢电压加120 V时，电动机的电枢电流为0.12A，绕组的转速为4500 r/min。

试问：（1）发电机空载时的电枢电压为多少伏？（2）电动机的电枢电压仍为110V，而发电机接上0.5kΩ的负载时，机组转速n多大（设空载阻转矩为恒值）？6.一台直流电动机，额定转速为3000r/min。

如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速n=2500r/min下长期运转？为什么？7.直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区？调节特性死区的大小与哪些因素有关？8.一台直流伺服电动机其电磁转矩为0.2倍的额定电磁转矩时，测得始动电压为4V，当电枢电压增加到49V时，其转速为1500 r/min。

试求当电动机为额定转矩，转速n=3000r/min 时，电枢电压U a=？9.已知一台直流伺服电动机的电枢电压U a=110 v，空载电流I a0=0.055A，空载转速n=4600r/min，电枢电阻R a=80Ω。

课
后
答
案
网
对于矩形、T 形和 I 形截面的一般受弯构件，当仅配置箍筋时的斜截面受剪承载力按下式计算：
Vcs = 0.7 f t bh0 + 1多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪 力值占总剪力值的 75％以上的情况）的独立梁，当仅配置箍筋时的斜截面受剪承载力按下式计算：
5.19 纵筋的实际截断点位置应同时满足哪两个距离的要求？这两个距离分别是多少？ 答：纵筋的实际截断点位置应同时满足与该钢筋强度充分利用截面的距离 ld1 和与不需要该钢筋 截面的距离 ld2 的要求，见下图：
课
5.18 为保证正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力，纵筋的弯起应分别 满足哪些构造规定？ 答： （1）出于保证正截面受弯承载力需要的有关纵筋弯起的构造规定：纵筋的弯起点须位于纵 筋强度的充分利用截面以外，同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于不需要该钢筋的截面。 （2）出于保证斜截面受剪承载力需要的有关纵筋弯起的规定：第一，弯起钢筋的数量须由斜截 面受剪承载力计算确定；第二，支座边缘到第一排弯起钢筋弯终点的距离、以及前一排的弯起点至 后一排的弯终点不应大于箍筋的最大间距 Smax；第三，弯起钢筋的弯起角α一般为 45°，当梁高大于 800mm 时，宜为 60°；第四，弯起钢筋的弯终点外应留有平行于梁轴线方向的锚固长度，在受拉区 不应小于 20d，在受压区不应小于 10d；第五，当不能利用纵向钢筋弯起抗剪时，可单独设置抗剪的 弯筋，且该弯筋应布置成“鸭筋”形式，不能采用“浮筋” 。 （3）出于保证斜截面受弯承载力需要的有关纵筋弯起的构造规定：弯起钢筋弯起点与按计算充 分利用该钢筋的截面之间的距离不应小于 h0/2。
课
后
答
案

第五章配位滴定法思考题答案1．EDTA与金属离子的配合物有哪些特点？1配合物；（2）多数EDTA-金属离子配合物稳定性较强（可答：（1）EDTA与多数金属离子形成1︰形成五个五原子环）；（3）EDTA与金属配合物大多数带有电荷，水溶性好，反应速率快；（4）EDTA。

与无色金属离子形成的配合物仍为无色，与有色金属离子形成的配合物颜色加深2．配合物的稳定常数与条件稳定常数有何不同？为什么要引用条件稳定常数？答：配合物的稳定常数只与温度有关，不受其它反应条件如介质浓度、溶液pH值等的影响；条件稳定常数是以各物质总浓度表示的稳定常数，受具体反应条件的影响，其大小反映了金属离子，配位体度的影响。

和产物等发生副反应因素对配合物实际稳定程滴定时的pH？选择考3．在配位滴定中控制适当的酸度有什么重要意义？实际应用时应如何全面虑答：在配位滴定中控制适当的酸度可以有效消除干扰离子的影响，防止被测离子水解，提高滴定准确度。

具体控制溶液pH值范围时主要考虑两点：（1）溶液酸度应足够强以消去干扰离子的影响，并能准确滴定的最低pH值；（2）pH值不能太大以防被滴定离子产生沉淀的最高pH值。

4．金属指示剂的作用原理如何？它应该具备那些条件？答：金属指示剂是一类有机配位剂，能与金属形成有色配合物，当被EDTA等滴定剂置换出来时，颜色发生变化，指示终点。

金属指示剂应具备如下条件：（1）在滴定的pH范围内，指示剂游离状态的颜色与配位状态的颜色有较明显的区别；（2）指示剂与金属离子配合物的稳定性适中，既要有一定的稳定性K’MIn＞10MY/K’MIn≥10 4，又要容易被滴定剂置换出来，要求K’4（个别102）；（3）指示剂与金、迅速，有良好的可逆性。

敏属离子生成的配合物应易溶于水；（4）指示剂与金属离子的显色反应要灵5．为什么使用金属指示剂时要限定适宜的pH？为什么同一种指示剂用于不同金属离子滴定时，适宜的pH条件不一定相同？答：金属指示剂是一类有机弱酸碱，存在着酸效应，不同pH时指示剂颜色可能不同，K’MIn不同，所以需要控制一定的pH值范围。

第5章课后习题解答-情境题
【参考答案三】手环自身一般不具备分析功能，数据分析是 在服务器端完成的。服务器通过使用各种算法和科学缜密的逐 辑运算对采集的数据进行分析，建立健康模型，最终将这些数 据转变成手环可读数字——步数、距离、消耗的卡路里数值等 呈现给终端用户，还可以通过与手环相连的手机端将用户的运 动、睡眠、心率等数据可视化呈现出来并给用户提供健康建议。
【参考答案四】实际上仅依靠手环采集数据做分析是不全面 的，还需结合用户的年龄、体重、身高、性别等个人信息进行 数据分析，因此个人信息填写正确与否直接影响数据分析的准 确性。
【参考答案二】能回答运动时利用的加速度传感器是三轴加 速度传感器，而且是通过捕捉人体三个维度的各项数据，并上传 至服务端进行统计分析。或者增加实例，如利用手环检测心率， 主要是通过光感进行，采用绿色搭配感光光电二极管实时检测流 经手腕血液的流量来获取心率信息。当用户的心脏跳动时，会有 更多的血液流过用户的手腕，绿光的吸收量也会越大；在心脏跳 动间隙，血液流量减少，绿光的吸收也会减少。
B （2）下列可以用于分析数据趋势的是（ ）。
A. 饼图 B. 折线图 C. 动态热力图 D. 词云图
A （3）数据分析的方法不包括（ ）。
A. 线性分析 B. 关联分析 C. 聚类分析
D. 数据分类
第5章课后习题解答-思考题
若要求你对本班同学喜欢看的书籍进行分类统计，并对其进行数据分析，你 会如何做？谈谈你的想法。
参考答案一： （项目需求分析）分析书籍分类统计的项目：书名、图书类别、出版时 间、来源（网购、书店购买、图书馆借阅、向他人借阅）、同学姓名， 性别等。 （数据采集）能够选择合适的工具采集和保存信息：可使用文件共享或 选择协同办公软件采集书籍信息记录（逐条统计），能够使用硬盘存储 或云存储方式保存数据。 （数据分析与可视化表达）能够采用词云图、折线图或饼图等方式，按 照图书类别分析出本班同学的图书喜好，能分析出某位同学的兴趣爱好。

思考题与习题题解5-1填空题（1）组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号有关；与电路原来所处的状态无关；时序逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号有关；与信号作用前电路原来所处的状态有关。

（2）构成一异步2n进制加法计数器需要n 个触发器，一般将每个触发器接成计数或T’型触发器。

计数脉冲输入端相连，高位触发器的CP端与邻低位Q端相连。

（3）一个4位移位寄存器，经过 4 个时钟脉冲CP后，4位串行输入数码全部存入寄存器；再经过4个时钟脉冲CP后可串行输出4位数码。

（4）要组成模15计数器，至少需要采用 4 个触发器。

5-2判断题（1）异步时序电路的各级触发器类型不同。

（×）（2）把一个5进制计数器与一个10进制计数器串联可得到15进制计数器。

（×）（3）具有N个独立的状态，计满N个计数脉冲后，状态能进入循环的时序电路，称之模N计数器。

（√）（4）计数器的模是指构成计数器的触发器的个数。

（×）5-3单项选择题（1）下列电路中，不属于组合逻辑电路的是（D）。

A.编码器B.译码器C.数据选择器D.计数器（2）同步时序电路和异步时序电路比较，其差异在于后者( B)。

A.没有触发器B.没有统一的时钟脉冲控制C.没有稳定状态D.输出只与内部状态有关（3）在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有( D)。

A.译码器B.编码器C.全加器D.寄存器（4）某移位寄存器的时钟脉冲频率为完成该操作需要（B）时间。

100KHz，欲将存放在该寄存器中的数左移8位，A.10μSB.80μSC.100μSD.800ms（5）用二进制异步计数器从0做加法，计到十进制数178，则最少需要（C ）个触发器。

A.6B.7C.8D.10（6）某数字钟需要一个分频器将32768Hz的脉冲转换为1HZ的脉冲，欲构成此分频器至少需要（B）个触发器。

A.10B.15C.32D.32768（7）一位8421BCD 码计数器至少需要（B）个触发器。

化⼯⼯艺学-第五章思考题答案第五章课后习题1.⾼分⼦材料的熔融指数如何测定？其数均分⼦量、重均分⼦量、粘均分⼦量如何定义？答：熔融指数：测定将聚⼄烯树脂放⼊标准的塑性计中加热到190℃熔融后，在承受2160g 的负荷下，l0min内通过2.09mm孔径⽽挤压出来的树脂重量克数数均分⼦量：聚合物是由化学组成相同⽽聚合度不等的同系混合物组成，数均分⼦量是按分⼦数⽬统计的平均分⼦数，符号为MN（Molecular Number)。

重均分⼦量：Weight-average Molecular Weight，合成的⾼分⼦以及多数的天然⾼分⼦都是具有不同分⼦量的同系物的混合物,因此分⼦量不是均⼀的。

重均分⼦量就是按分⼦重量统计的平均分⼦量。

粘均分⼦量：聚合物是由化学组成相同⽽聚合度不等的同系混合物组成，粘均分⼦量是按分⼦粘度统计的平均分⼦数2.⾼压法低密度聚⼄烯的合成反应器类型、温度、压⼒条件如何？单程转化率⼤约是多少？⽣产过程主要分哪⼏个阶段？答：反应器类型：聚合反应器压⼒：压⼒在122~303MPa或更⾼温度：聚合反应温度在130~350℃单程转化率：⼤约是为15~30%⽣产过程主要分3⼏个阶段：聚合阶段：压⼒为3.0～3.3MPa的新鲜⼄烯，压缩⾄25MPa，再⼆次压缩⾄反应压⼒(200~300MPa)，冷却后进⼊聚合反应器。

引发剂由⾼压泵送⼊⼄烯进料⼝或直接注⼊聚合反应器分离过程：反应物料冷却后进⼊⾼压分离器，减压⾄25MPa，未反应的⼄烯分离出来返回⼆次压缩机再⽤，聚⼄烯则进⼊低压分离器，减压到0.1MPa以下，使残存的⼄烯进⼀步分离出来⼲燥过程：聚⼄烯树脂在低压分离器中与抗氧化剂等添加剂混合后挤出切粒，得到粒状聚⼄烯，然后被⽔送往脱⽔振动筛，脱去⽔分后进⼊离⼼⼲燥器，脱除表⾯附着的⽔分，再经振动筛分除不合格的粒料，成品由⽓流输送⾄计量设备计量，成为⼀次成品3.线性低密度聚⼄烯的分⼦结构有哪些特点？答：线型低密度聚⼄烯是⼄烯与α-烯烃的共聚物，分⼦呈线性结构，密度0.91-0.94，与LDPE类似4.淤浆法环式反应器聚⼄烯流程的反应温度、压⼒、介质有何特点？反应温度和压⼒是否有联系？答：温度：55~75℃压⼒：1.5~3MPa 介质：⽤较轻的异丁烷作介质温度越⾼，所需的压⼒，⽐较⼤5.中压溶液法聚⼄烯流程的反应温度、压⼒、介质有何特点？反应温度和压⼒是否有联系？为什么需要⼀个全混反应器串联⼀个管式反应器答：反应温度、压⼒：较⾼温度(200℃)和较⾼压⼒(10MPa)下聚合介质：在烃类溶剂（异联系：反应在不同的温度下，需要不同的反应压⼒，中压法⼄烯在较⾼温度(200℃)和较⾼压⼒(10MPa)下聚合低压法⼄烯在较低温度(<100℃)和较低压⼒(2MPa)下聚合，低压冷却法反应压⼒和温度与低压法类似，原因：聚⼄烯溶液由第⼀级反应器后进⼊管式反应器进⼀步聚合，达到聚合物浓度约为10%。

第5章思考题及习题5参考答案一、填空1．如果采用晶振的频率为3MHz，定时器/计数器T x（x=0,1）工作在方式0、1、2下，其方式0的最大定时时间为，方式1的最大定时时间为，方式2的最大定时时间为。

答：32.768ms，262.144ms，1024µs2．定时器/计数器用作计数器模式时，外部输入的计数脉冲的最高频率为系统时钟频率的。

答：1/243．定时器/计数器用作定时器模式时，其计数脉冲由提供，定时时间与有关。

答：系统时钟信号12分频后，定时器初值4．定时器/计数器T1测量某正单脉冲的宽度，采用方式可得到最大量程？若时钟频率为6MHz，求允许测量的最大脉冲宽度为。

答：方式1定时,131.072ms。

5. 定时器T2 有3种工作方式：、和，可通过对寄存器中的相关位进行软件设置来选择。

答：捕捉，重新装载（增计数或减计数），波特率发生器，T2CON6. AT89S52单片机的晶振为6MHz，若利用定时器T1的方式1定时2ms，则（TH1）= ，（TL1）= 。

答：FCH，18H。

二、单选1．定时器T0工作在方式3时，定时器T1有种工作方式。

A.1种B.2种 C．3种D．4种答：C2. 定时器T0、T1工作于方式1时，其计数器为位。

A.8位B.16位C.14位D.13位答：B3. 定时器T0、T1的GATE x=1时，其计数器是否计数的条件。

A. 仅取决于TR x状态B. 仅取决于GATE位状态C. 是由TR x和INT x两个条件来共同控制D. 仅取决于INT x的状态答：C4. 定时器T2工作在自动重装载方式时，其计数器为位。

A.8位B. 13位C.14位D. 16位答：D5. 要想测量INT0引脚上的正单脉冲的宽度，特殊功能寄存器TMOD的内容应为。

A.87HB. 09HC.80HD. 00H答：B三、判断对错1．下列关于T0、T1的哪些说法是正确的。

A.特殊功能寄存器SCON，与定时器/计数器的控制无关。

第五章被控过程的数学模型第5章思考题与习题5-1 什么是被控过程的数学模型？解答：被控过程的数学模型是描述被控过程在输⼊（控制输⼊与扰动输⼊）作⽤下，其状态和输出（被控参数）变化的数学表达式。

5-2 建⽴被控过程数学模型的⽬的是什么？过程控制对数学模型有什么要求？解答：1）⽬的：○1设计过程控制系统及整定控制参数；○2指导⽣产⼯艺及其设备的设计与操作；○3对被控过程进⾏仿真研究；○4培训运⾏操作⼈员；○5⼯业过程的故障检测与诊断。

2）要求：总的原则⼀是尽量简单，⼆是正确可靠。

阶次⼀般不⾼于三阶，⼤量采⽤具有纯滞后的⼀阶和⼆阶模型，最常⽤的是带纯滞后的⼀阶形式。

5-3 建⽴被控过程数学模型的⽅法有哪些？各有什么要求和局限性？解答：P1271）⽅法：机理法和测试法。

2）机理法：测试法：5-4 什么是流⼊量？什么是流出量？它们与控制系统的输⼊、输出信号有什么区别与联系？解答：1）流⼊量：把被控过程看作⼀个独⽴的隔离体，从外部流⼊被控过程的物质或能量流量称为流⼊量。

流出量：从被控过程流出的物质或能量流量称为流出量。

2）区别与联系：控制系统的输⼊量：控制变量和扰动变量。

控制系统的输出变量：系统的被控参数。

5-5 机理法建模⼀般适⽤于什么场合？解答：P128对被控过程的⼯作机理⾮常熟悉，被控参数与控制变量的变化都与物质和能量的流动与转换有密切关系。

5-6 什么是⾃衡特性？具有⾃衡特性被控过程的系统框图有什么特点？解答：1）在扰动作⽤破坏其平衡⼯况后，被控过程在没有外部⼲预的情况下⾃动恢复平衡的特性，称为⾃衡特性。

2）被控过程输出对扰动存在负反馈。

5-7 什么是单容过程和多容过程？解答：1）单容：只有⼀个储蓄容量。

2）多容：有⼀个以上储蓄容量。

5-8 什么是过程的滞后特性？滞后⼜哪⼏种？产⽣的原因是什么？解答：1）滞后特性：过程对于扰动的响应在时间上的滞后。

2）容量滞后：多容过程对于扰动的响应在时间上的这种延迟被称为容量滞后。

第五章习题与思考题典型例题解析例5-1 计算机输入/输出控制方式有哪几种?各有什么特点?答：CPU与外设进行数据传送，系统中对数据传送的控制方式一般分为四种：①程序控制方式，程序控制方式是指CPU与外设间的数据传送是在程序的控制下完成的一种数据传送方式，这种方式又分为无条件传送和条件传送二种。

在这种I/O方式中，程序设计简单，硬件软件较省，但费时，CPU效率较低，实时性差，主要用于中低速外设和实时性要求不高的场合。

②中断控制方式，中断控制方式是指利用中断技术控制CPU与外设进行数据传送的一种方式。

这种方式实时性好，不需要反复查询等待，减少了CPU等待时间，CPU与外设可并行工作，但这种方式需要进行现场保护及恢复等工作，仍花费CPU时间。

③DMA方式，DMA方式是指由专门硬件控制，不需CPU介入，直接由存储器与外设进行数据传送的方式。

这种方式不需CPU介入，减少了CPU的开销，能实现高速的数据块传送，提高了效率。

但这种方式增加了硬件开销，提高了系统的成本。

④IOP方式，IOP方式是指由输入/输出协处理器IOP控制数据传送的方式。

这种控制方式由于输入/输出协处理器具有单独的指令系统，因此能在数据传送时，同时进行数据处理，数据传送支持DMA方式，因此传送速度快而且不须CPU介入，CPU与IOP可并行工作，效率高。

这四种方式中，程序控制方式和中断方式属于软件控制方式，DMA方式和IOP方式属于硬件方式。

例5-2 试述I/O端口两种编址方法的特点与区别。

..答：I/O端口的编址方法有二种：即I/O端口单独编址方式和I/O端口与存储器单元统一编址方式。

I/O端口与内存单元地址统一编址方式是将I/O端口地址与内存地址统一安排在内存的地址空间中，即把内存的一部分地址分配给I/O端口，由I/O端口来占用这部分地址。

这种方式控制逻辑较简单，I/O端口数目不受限制，所有访问存储器的指令都可用于I/O端口，指令丰富，功能强。

第5章流体力学基础思考题5-l 图5-17中三个容器的底面积相同，液面高度相同，容器底面受到的压力是否相同?它们对台面的压力是否相同?图5-17思考题5-1用图答：因为液面高度相同，所以容器底面处的压强相等．又由于底面积相同，故容器底面受到的压力相同．因为各容器内液体的重量不同，所以它们对台面的压力不相同．5-2 流线和迹线有什么区别与联系？答：流体力学中把流体微团的轨迹称为迹线，它是流体微团实际运动的轨迹．流线是为了形象地描述流场而引进的一系列假想曲线，曲线上任一点的切线方向和流经该点的流体微团的速度方向一致．各流线不会相交，且只能是光滑的曲线．一般情况下，流线的形状分布随时间而变化，但在定常流动条件下，流线的形状及分布不随时间变化．在定常流动中，任一条流线便表示了初始时刻位于该流线起点上的那一个流体微团的迹线，即任一条迹线必然是一条流线，因此，定常流动中流线和迹线是重合的．然而，在非定常流动中，微团不一定沿着流线运动，即流线和迹线一般是不重合的．5-3在流体力学中引入流管这一概念有什么意义?答：流管是由一组流线所围成的细管，它可以形象地描述流体的运动．对于定常流动，流管的位置和形状保持不变．这样，可将流体看成由若干个流管组成．只要知道每一个流管中流体的运动规律，就能了解整个流体的运动规律．从而把对整个流体的研究转化为对某一选定的流管中流体的研究．5-4在定常流动中，空间任一确定点流体的速度矢量是恒定不变的，那么，流体微团是否可能有加速度?答：定常流动是指空间各点流体微团的速度、加速度、压强等不随时间变化的流动．但速度、加速度、压强等会随空间变化，故速度矢量随空间点是变矢量，所以在定常流动中，流体微团也可能有加速度．5-5从水龙头徐徐流出的水流，下落时逐渐变细，为什么？答：据连续性原理知，流速大处截面积小．下落时水的流速逐渐增大，所以面积逐渐减少而变细.5-6两船相距较近而并行前进时就容易相撞，试说明之．答：两船平行前进时，两条流线方向相同．如果靠得较近，两船之间的水的流速将大于两船外侧的流速．根据伯努利方程可知，两船之间压强将小于两船外侧的压强．这样两船都将受到一个指向对方的一个压力的作用，极易造成两船碰撞．5-7流体从粗管流向细管时，流速增大，使流体微团获得加速度的动力从何而来? 答：由连续性方程可知流体从粗管流向细管时，流速增大．这是由于截面积的减小，使单位体积的压强能转化为动能，从而使流速增大．5-8如图5-18所示，在漏斗中放一乒乓球，颠倒过来，再通过漏斗管向下吹气，则发现乒乓球不但不被吹掉，反而牢牢地留在漏斗内，这是什么原因?答：因为球与漏斗壁之间的通道狭窄，此处空气相对于球的流速大于其它区域（球的下部）空气的流速．根据伯努利方程可知，此处的压强将小于球下部的压强，这样，球将受到 一个向上的举力．5-9图5-19为水流抽气机的简图，试说明其工作原理?答：根据伯努利方程可知，当水流高速通过水流抽气机细管口时，使其产生负压，把外面的气体吸入随水流带出去，达到抽气的目的．5-10俗话说：“好船家会使八面风”，有经验的水手能够使用风力开船逆风行进，试用伯努利原理解释这一现象?水水和图5-19 水流抽气机图5-18 思考题5-8用图答：如右图所示，当船逆风时（实际并不完全逆风，风向与船行进方向有一夹角），气流经过弯曲的帆（不是平的，一侧凸起，一侧凹陷）时，在帆凸起的一侧，气流速率要大些，而在凹进的一侧气流速率要小些．这样根据伯努利方程可知，在帆凹进的一侧气流的压强要大于帆凸起一侧气流的压强，于是对帆就产生一个推力，该力指向船头的分力可以使船前进．5-11如图5-20所示，有3根竖直的管子连在一等截面的水平管道上，水平管道中流动着不可压缩的粘性液体，但3根竖直管中的液面高度却表明压强沿着管道逐步下降．试说明之．答：这是因为粘性液体在水平管道中流动时需要消耗能量，且流程愈长，消耗能量愈多所致．为了维持粘性流体在管道中作的流动，要么必须在管子的两端维持一定的压强差以克服粘滞力的作用．习题5-1水坝横截面如图5-21所示，坝长1088m L =，水深5m h =，水的密度为31.010ρ=⨯解：将坝身迎着水坡沿垂直纸面方向分成长度为坝长L 、宽度为d l 的许多狭长面积元，其面积为d d S L l =．则作用在此面积元上的力为d d S d F ρgh ρghL l == 由于d d sin h l α=，α为斜坡倾角，代入上式得d d dS sin h F ρgh ρghLα==d F 方向与斜坡垂直，其沿水平方向的分力为图5-20 思考题5-11用图图5-21 习题5-1用图d d dS sin sin sin h F ρgh αρghLαα==水平作用在坝身的水平推力为21d 2h F ρghL h ρgL h ==⎰水平 代入数据，得 32811.0109.810885N 1.3310N2F =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ 5-2 地球被包围在大气中，若认为大气温度不随高度而变，则大气密度ρ与压强p 成正比，试求大气压强随高度的变化．可认为重力加速度g 为一恒量．解：由题意知 d d p ρg h =- ○1 大气密度与大气压强成正比，即ρp ρp =式中为00ρp ρp 、、、分别表示海平面及某一高度的大气密度和大气压强，则00p ρρp =把上式代入○1，并积分得00g d d p h p ρp h pp =-⎰⎰所以 00g 0ρhp p p e-=5-3 用一根跨过水坝的粗细均匀的虹吸管从水库里取水，如图5-22所示，已知水库的水深A 2.0m h =，虹吸管出水口的高度B 1.0m h =，坝高C 2.5m h =，设水在管内作定常流动．⑴ 求A B C 、、三个位置处管内的压强； ⑵ 若虹吸管的截面积427.010m S -=⨯，求从虹吸管流出的水的体积流量；⑶ 虹吸管跨过河坝的最高点C 最多能高出出水口多少米?设大气压为51.01310Pa ⨯．图5-22习题5-3用图AD解：在水库内的水面上取一点D ．连接D 与虹吸管口（浸没在水库中的一端）作一条流线，其与虹吸管内的流线ABC ，形成一条完整的流线，如图中红色虚线所示．在这条流线上运用伯努利方程．⑴对D 、B 两处应用伯努利方程，有221122D D A B B B p ρυρgh p ρυρgh ++=++由于水库截面积很大，液面下降速度为零，即0D υ≈．又D 、B 两处压强均为大气压强，即0B D p p p ==，所以有50 1.01310Pa B p p ==⨯m s 4.43m s B υ==≈又由于在吸管内各处的流速相同，对A 、B 两处应用伯努利方程，则有0A A B p ρgh p ρgh +=+所以可得()()5350 1.01310 1.010 1.0 2.0Pa 0.91510Pa A B A p p ρg h h =+-=⨯+⨯⨯-≈⨯对C 、B 两处应用伯努利方程，有0C C B p ρgh p ρgh +=+所以可得()()5350 1.01310 1.010 1.0 2.5Pa 0.86610Pa C B C p p ρg h h =+-=⨯+⨯⨯-≈⨯⑵从虹吸管流出的水的体积流量为43337.0104.43ms 3.1010ms B Q S υ--==⨯⨯≈⨯⑶ 最高点C 的压强取决与它与出水口的距离，当点C 的压强为零时，点C 的位置距出水口最高，此时，对C 、B 两处应用伯努利方程，有0C B ρgh p ρgh =+所以()50max 31.01310m 10.34m 1.0109.8C C B p h h h ρg⨯=-==≈⨯⨯5-4 水从管1流入，通过支管2和3流人管4，管4的出口与大气相通，整个管道系统在同一水平面内，如图5-23所示.已知各管的横截面积分别是2115cm S =，2235cm S S ==，2410cm S =，管1中的体积流量31600cms Q =．求：⑴ 各管中的流速；⑵ 各管中的压强与大气压强之差． 解：⑴ 根据连续性原理，有111223344Q S υS υ+S υS υ===各管中的流速分别为111600cm s 0.4m s 15Q υS ===1232600cm s 0.6m 225Q υυS ====⨯144600cm s 0.6m 10Q υS ===⑵由伯努利方程知22221122334411112222p ρυp ρυp ρυp ρυ+=+=+=+由于管4的出口与大气相通，所以40p p =，于是()()22322110144111Δ 1.0100.60.4Pa =100Pa 22p p p p p ρυυ=-=-=-=⨯⨯⨯-()()22322220244211Δ 1.0100.60.6P a =0P a 22p p p p p ρυυ=-=-=-=⨯⨯⨯-()()22322330344311Δ 1.0100.60.6P a =0P a 22p p p p p ρυυ=-=-=-=⨯⨯⨯-440Δ=0Pa p p p =-图5-23习题5-4用图5-5 如图5-24所示为一空吸装置，已知水平管道的中心线与容器A 中的液面的高度差h ，与容器B 中的液面的高度差b h ，管口d 处截面积d S ，收缩段c 处截面积为c S ，试问d S 与c S 满足什么条件方能发生空吸作用？解：在容器A 和水平管道中取一流线，流线的一端在A 中的液面处，一端在管口d 处，对c 、d 两处应用伯努利方程，有221122c cd d p ρυp ρυ+=+由于容器A 截面积很大，液面下降速度为零，对容器A 的液面处和管道出口d 处应用伯努力方程，有2012d d p ρgh p ρυ+=+管口d 处压强为大气压强，即0d p p =，所以d 处的流速为22d υgh =对c 、d 两处应用连续性原理，有c cd d υS υS =以上各式联立，可得201d c d c c S p p p p ρgh S ⎡⎤⎛⎫⎢⎥-=-=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦○1 由于d c S S >，所以0c p p <，这时容器B 中的液体将沿着竖直管上升，只要满足0b c p ρgh p -> ○2容器B 中的液体就会被吸到水平管道中，从而发生空吸作用．将○1式代入○2式，可得发生空吸作用的条件d cS S >5-6 欲使灭火水枪喷出的水柱能达到15 m 的高度，灭火水枪所接主水管的计示压强应为多少？设主水管管径比灭火水枪出水口管径大得多，并略去水枪出水口与主水管的高度差．图5-24 习题5-5用图解：设主水管的计示压强为p ，灭火水枪出水口管处的喷水速度为υ．沿主水管与灭火水枪出水口管的轴线作一流线，根据伯努利方程，且主水管管径比灭火水枪出水口管径大得多，并略去水枪出水口与主水管的高度差，则可得212p ρυ=设喷出的水柱能达到的高度用h 表示，由题意有22υgh =两式联立并代入数据，有351.0109.8Pa 15 1.4710Pa p ρgh ==⨯⨯⨯=⨯5-7 一喷泉坚直喷出高度为H 的水流，喷泉的喷嘴具有上细下粗的截圆锥形状，上截面的直径为d ，下截面的直径为D ，喷嘴高为h ，设大气压强为0p ，求：⑴ 水的体积流量Q ； ⑵ 喷嘴的下截面处的压强．解：沿喷嘴轴线作一条流线，设上、下截面处分别为1、2两点，根据连续性方程及伯努利方程，有1122υS υS = ，2201221122p ρυρgh p ρυ++=+由题意知 212υgH =又知 11Q υS =，21π4d S =，22π4D S =解得Q =，42041d p p ρgh ρgH D ⎛⎫=++- ⎪⎝⎭5-8 一柱容器的截面积为22510m -⨯、高为1 m ，容器中装满水，在容器的底部有一面积为42210m -⨯的小孔，试求使容器内水流尽需要多少时间？设在整个过程中，水的流动可视为定常流动．解：设某时刻水面到小孔的深度为h ，由连续性方程，得1122υS υS =式中12S S 、分别表示容器、小孔两处的横截面积，12υυ、分别表示容器、小孔两处的流速．由伯努利方程可得2211021122p ρυρgh p ρυ++=+联立两式，得12υS =式中h 为变量．1d d h υt=-，负号表示液面高度随时间下降，代入上式，得d d h S t-=上式可改写为00d t Ht h =-⎰其中1m H =，对上式积分，代入数据，得21.110st ==≈⨯5-9 由于飞机机翼形状的关系，在机翼上面的气流速度大于下面的流速，在机翼上、下两面间就形成压强差，因而使机翼产生上升的力．假定空气流过机翼是稳恒流动，并假定空气的密度不变，等于331.2910g cm -⨯．如果机翼下面的气流速率为100m s ，问机翼要得到1000 Pa 的压强差，机翼上面的气流速率应该是多少？解：根据伯努利方程得2211221122p ρυp ρυ+=+机翼上面的气流速率为2m s 107m s υ==≈5-10 一条半径为3.0 mm 的小动脉内出现一硬斑块，此处的有效半径为2.0 mm ，平均血流速度为0.5 m/s ，求：⑴ 未变窄处的平均血流速度； ⑵ 狭窄处会不会发生湍流?(已知血液的粘滞系数为3310Pa s -⨯⋅，密度为331.0510kg m ⨯)解：⑴用12r r 、分别表示血管未变窄、狭窄两处的半径，12υυ、分别表示未变窄、狭窄两处的血液流速．由连续性方程，得221122ππυr υr =则 2222212221120.5m s 0.22m s 3r r υυυr r ⎛⎫⎛⎫===⨯≈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⑵由雷诺数的定义e ρυr R η=，代入相应数据，得3331.05100.5210350310e R --⨯⨯⨯⨯==⨯此处的雷诺数远小于流体作湍流流动的临界值，故不发生湍流．5-11 从油槽经过1.2 km 长的钢管将油输送到储油罐中，已知钢管的内直径为12 cm ，油的粘滞系数为0.32Pa s ⋅，密度为30.91g cm ，如果要维持235.210ms -⨯的流量，试问油泵的功率应为多大?解：首先根据泊肃叶公式求出油被输送到1.2 km 处所需要的压强差()()32612442880.32 1.210 5.210Pa 3.910Pa π 3.14610ηlQ p p R--⨯⨯⨯⨯⨯-==≈⨯⨯⨯为保持一定的流量．油泵的功率为()()12126253.910 5.210W2.010WP F υp p S υp p Q-==-=-=⨯⨯⨯≈⨯。

第5章酸碱滴定法思考题与习题1．下列各组酸碱物质中，哪些是共轭酸碱对？(1) OH-－H3O+(2) H2SO4－SO42-(3) C2H5OH－C2H5OH2+(4) NH3－NH4+(5) H2C2O4－C2O42-(6) Na2CO3－CO32-(7) HS-－S2-(8) H2PO4-－H3PO4(9) (CH2)6N4H+－(CH2)6N4(10) HAc－Ac-答：（3）、（4）、（7）、（8）、（9）、（10）是共轭酸碱对。

2. 写出下列溶液的质子条件式。

(1) 0.1 mol/L NH3·H2O (2) 0.1mol/L H2C2O4 (3) 0.1mol/L (NH4)2HPO4(4) 0.1 mol/L Na2S (5) 0.1mol/L (NH4)2CO3 (6) 0.1mol/L NaOH(7) 0.1mol/L H2SO4 (8) 0.1mol/L H3BO3答：（1）[H+]+[ NH4]= [OH-]（2）[H+]= [OH-]+[H C2O4-]+2[ C2O42-]（3）[H+]+[H2PO4-]+2[ H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-]（4）[H+]+[ HS-]+2[ H2S]= [OH-]（5）[H+]+[H CO3 -]+2[H2 CO3] = [OH-]+[ NH3]（6）[H+]+0.1= [OH-]（7）[H+]= [OH-]+[H SO4 -]+2[SO4 2-]或[H+]= [OH-]+0.1+2[SO4 2-]（8）[H+]= [ H2BO3-]+[OH-]3. 欲配制pH为5的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱体系?(1) 一氯乙酸(p K a=2.86) (2) 邻苯二甲酸氢钾KHP (p K a2=5.41)(3) 甲酸(p K a=3.74) (4) HAc(p K a=4.74)(5) 苯甲酸(p K a=4.21) (6) HF (p K a=3.14)答：由pH≈pK a可知，应选HAc-NaAc配制pH为5左右的缓冲溶液。

钢筋混凝土受压构件计算题1、某轴心受压柱，截面尺寸b ×h ＝400×500mm ，计算长度l 0＝4.8m ，采用混凝土强度等级为C25，HPB235级钢筋，承受轴向力设计值N ＝1670kN ，计算纵筋数量。

【解】由已知条件知：ƒc ＝11.9N/mm 2， f y '＝210N/mm 2⑴计算稳定系数φl 0/b ＝4800/400＝12，查表得：φ＝0.95⑵计算纵筋截面面积A s '，并校验ρ'由于11.940050023801670c f A KN KN =⨯⨯=>，即混凝土的抗压能力已经满足轴向力的要求，所以纵筋按照构造要求配置即可。

2min0.6%4005001200s A A mm ρ''=⨯=⨯⨯= ⑶配筋采用4Φ20，2212561200sA mm mm '=>，可以。

截面每一侧配筋率0.512560.003140.2%400500ρ⨯'==>⨯，可以。

所以，选用4根直径20mm 的HPB235级钢筋，21256sA mm '=。

2、某钢筋混凝土偏心受压柱，承受轴向压力设计值N ＝250kN ，弯矩设计值M ＝158kN·m ，截面尺寸为b ×h ＝300×400mm ，a s ＝a s '＝40mm ，柱的计算长度l 0＝4.0m ，采用C25混凝土和HRB335钢筋，进行截面对称配筋设计。

【解】由已知条件知：ƒc ＝11.9N/mm 2， f y '＝f y ＝300N/mm 2⑴计算初始偏心距e ie 0＝N M ＝631581025010⨯⨯＝632mm e a ＝｛30h ，20mm ｝max ＝｛13mm ，20mm ｝max ＝20mmi 0a ⑵计算偏心距增大系数ηh 0＝400－40＝360mml 0/h ＝4000/400＝10＞5，应考虑附加弯矩的影响。

思考题与习题题解5-1填空题（1）组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号有关；与电路原来所处的状态无关；时序逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号有关；与信号作用前电路原来所处的状态有关。

（2）构成一异步n2进制加法计数器需要 n 个触发器，一般将每个触发器接成计数或T’型触发器。

计数脉冲输入端相连，高位触发器的 CP 端与邻低位Q端相连。

（3）一个4位移位寄存器，经过 4 个时钟脉冲CP后，4位串行输入数码全部存入寄存器；再经过 4 个时钟脉冲CP后可串行输出4位数码。

（4）要组成模15计数器，至少需要采用 4 个触发器。

5-2 判断题（1）异步时序电路的各级触发器类型不同。

（×）（2）把一个5进制计数器与一个10进制计数器串联可得到15进制计数器。

（×）（3）具有 N 个独立的状态，计满 N 个计数脉冲后，状态能进入循环的时序电路，称之模N计数器。

（√）（4）计数器的模是指构成计数器的触发器的个数。

（×）5-3 单项选择题（1）下列电路中，不属于组合逻辑电路的是（D）。

A.编码器B.译码器C. 数据选择器D. 计数器（2）同步时序电路和异步时序电路比较，其差异在于后者( B )。

A.没有触发器B.没有统一的时钟脉冲控制C.没有稳定状态D.输出只与内部状态有关（3）在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有( D )。

A.译码器B.编码器C.全加器D.寄存器（4）某移位寄存器的时钟脉冲频率为100KHz，欲将存放在该寄存器中的数左移8位，完成该操作需要（B）时间。

A.10μSB.80μSC.100μSD.800ms（5）用二进制异步计数器从0做加法，计到十进制数178，则最少需要（ C ）个触发器。

A.6B.7C.8D.10（6）某数字钟需要一个分频器将32768Hz的脉冲转换为1HZ的脉冲，欲构成此分频器至少需要（B）个触发器。

A.10B.15C.32D.32768（7）一位8421BCD码计数器至少需要（B）个触发器。