化工原理课后思考题答案 王志魁

化工原理第一章思考题王智魁一、引言化工原理是化学工程专业的基础课程之一，它涉及了化工工艺、化学反应、流体力学等多个领域。

本文将以“化工原理第一章思考题王智魁”为标题，围绕该主题展开探讨。

二、思考题2.1问题一描述：在化工原理第一章中，我们学习了化学反应平衡的相关知识，请解释平衡常数的含义以及如何计算平衡常数。

解答：平衡常数是指在化学反应达到平衡时，反应物与生成物之间的浓度或压力之比的平方根的常数。

根据化学反应方程式，我们可以列出每个化学物质的浓度或压力表达式，然后将这些表达式代入反应方程式中，得到平衡常数表达式。

平衡常数的计算需要考虑温度的影响，通常需要通过实验测定或使用热力学数据手册中给出的数值。

2.2问题二描述：在化工过程中，流体的性质对系统的运行起着重要作用，请说明流体的四个基本性质以及它们对系统的影响。

解答：流体的四个基本性质分别是密度、黏度、表面张力和压力。

密度是指单位体积内流体的质量，它影响流体在系统中的质量传递及浮力的大小。

黏度是指流体的内摩擦阻力，它影响流体在系统中的能量传递和阻力损失。

表面张力是指液体表面上的分子间引力，它影响液体界面的稳定性和溶液中的物质传递。

压力是指单位面积上施加的力，它影响液体的压缩性和气体的体积变化。

2.3问题三描述：在化工过程中，物质的质量守恒律是一个重要的基本原理，请解释质量守恒律的内涵和应用。

解答：物质的质量守恒律是指在任何封闭系统中，物质的质量不能被创建或毁灭，只能通过物质的转化、传输或相互作用而改变分布。

化工过程中，质量守恒律是一个基本原理，用于分析和设计化工过程中物质的流动和转化。

根据质量守恒律，我们可以建立质量守恒方程，并通过质量守恒方程解决物料平衡问题，获得物料流动的信息，指导化工过程的操作和优化。

2.4问题四描述：在化工过程中，能量守恒律同样是一个重要的基本原理，请说明能量守恒律的内涵和应用。

解答：能量守恒律是指在任何封闭系统中，能量的总量保持不变。

化工原理课后练习答案第二章王志魁问题一1. 根据化学方程式燃烧一摩尔乙醇需要消耗多少摩尔氧气？根据化学方程式：C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O可知，燃烧一摩尔乙醇需要消耗3摩尔氧气。

2. 当空气中乙醇与空气中丙醇的含量分别为30%和70%时，求空气中乙醇和丙醇所占的摩尔百分比。

假设空气中乙醇和丙醇的总摩尔百分比为100，则空气中乙醇所占的摩尔百分比为30，丙醇所占的摩尔百分比为70。

问题二1. 试述理想气体状态方程及其适用范围。

理想气体状态方程可以表示为：PV = nRT其中，P为气体的压力，V为气体的体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为气体的绝对温度。

理想气体状态方程适用于满足以下条件的气体系统：•气体分子与分子之间没有相互作用力；•气体分子之间碰撞时完全弹性碰撞；•气体分子体积相比于容器体积可忽略不计；•气体分子之间和气体与容器之间没有能量交换。

2. 理想气体状态方程中的R值有多少种选择？理想气体状态方程中的R值有两种选择，分别为：•理想气体常数R：其数值为8.314 J/(mol·K)，适用于用焦耳和开尔文为单位的计算。

•气体常数R：其数值为0.0821 L·atm/(mol·K)，适用于用升和大气压为单位的计算。

问题三1. 一瓶容积为500 mL的二氧化碳气体在273 K时的压力为2 atm，求该瓶中二氧化碳的摩尔数。

根据理想气体状态方程，我们可以将已知条件代入计算：PV = nRT其中，P为压力，V为体积，n为摩尔数，R为气体常数，T为温度。

将已知条件代入计算：2 atm × 500 mL = n × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 273 K解方程得：n = (2 atm × 500 mL) / (0.0821 L·atm/(mol·K) × 273 K)计算结果得：n ≈ 0.0441 mol因此，该瓶中二氧化碳的摩尔数约为0.0441 mol。

化工原理课后思考题答案王志魁第二章流体输送机械2-1流体输送机械有何作用？答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。

2-2离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。

由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。

此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。

虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。

泵入口处于一定的真空状态（或负压）2-3离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？1、流量 qv:单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。

2、扬程 H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率：轴功率 P：泵轴所需的功率。

或电动机传给泵轴的功率。

有效功率Pe：效率：2-4离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？答：1、离心泵的 H、P、与 qv之间的关系曲线称为特性曲线。

共三条；2、离心泵的压头 H一般随流量加大而下降离心泵的轴功率 P在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。

与 qv先增大，后减小。

额定流量下泵的效率最高。

该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。

3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。

2-5什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得：3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与η-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。

化工原理（第四版）（王志魁）习题详解第一章流体流动流体的压力【1-1】容器A中的气体表压为60kPa，容器B中的气体真空度为1.2104Pa。

试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。

解标准大气压力为101.325kPa容器A的绝对压力pA101.325+60161.325kPa容器B的绝对压力pB101.3251289.325kPa【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。

试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。

解进口绝对压力p进101.31289.3kPa出口绝对压力p出101.3157258.3kPa进、出口的压力差p157（12）15712169kPa或p258.389.3169kPa流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。

解正庚烷的摩尔质量为100kg/kmol，正辛烷的摩尔质量为114kg/kmol。

将摩尔分数换算为质量分数正庚烷的质量分数10.41000.3690.41000.6114正辛烷的质量分数210.3690.631从附录四查得20℃下正庚烷的密度1684kg/m3，正辛烷的密度为2703kg/m3混合液的密度m10.3690.631684703696kg/m3流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m，当地大气压力为101.2kPa。

试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱。

(1)管子上端空间的绝对压力p绝在水平面11'处的压力平衡，有p绝gh大气压力p绝10120010009.81281580Pa（绝对压力）(2)管子上端空间的表压p表p表p绝-大气压力=8158010120019620Pa习题1-6附图(3)管子上端空间的真空度p真p真=-p表=-1962019620Pa(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度h'h'水hccl4常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为ccl1594kg/m3 4h'100021.25m1594【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。

第二章流体输送机械离心泵特性【2・1】某离心泵用15*的水进行性能实验，水的体积流量为540m3/h,泵出口压力表读数为350kPa,泵入口真空表读数为30kPa o若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm,吸入管与压出管内径分别为350mm及310mm,试求泵的扬程。

解水在15°C时^=995. 7kg/m\ 流墩务= 540n?/h压力表pM = 350kPa<真空表p v = — 30kPa （表压）压力表与真空表测压点垂宜距离h Q =0. 35m计管径d\ =0. 35m, d z =0. 31m管血估弘/3600 540/3600 =皿；流速“1 =----- = ------------ = 1. 56 m/s乎d：~X（0. 35）24 4…（就= 】.56X（劇 = 1・99 m/s扬程H=/iu +如二匕+述严pg2g_c ?£- . 350X103-（-30X103） . （1. 99严一（1. 56）2 99T7X9?*8l十2X9.81=0. 35 + 38. 9 + 0. 076 = 39. 3 m 水柱12-2］原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m3的水溶液，其他性质可视为与水相同。

若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：（1）泵的压头（扬程）有无变化：（2）若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；（3）泵的轴功率有无变化。

解（1）液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。

（见教材）（2）液体密度增大，则出口压力表读数将增大。

（3）液体密度p增大，则轴功率卩=也晋旦将增大。

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min时，水的流量为18m3/h,扬程为20m （H2O）o 试求：（1）泵的有效功率，水的密度为1000kg/m3；（2）若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流册与扬程将变为多少？解（1）已知<?v=18m3/h, H = 20m 水柱，p=1000kg/m31 o有效功率Pc = X 1000X 9. 81 X20-981 W2324（2）转速 幽=1450r/min 时流量g 门=18n?/h,扬程耳=20mH?0柱 转速肥=1250r/min流量g 尸=如竺=18 X 等洱=15・5 m 3/h* V1 n } 14o0 扬程 =（签「= 20x （醫）2 = 14. 9m 1仏（）柱管路特性曲线、工作点、等效率方程【27】 在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口崗位槽.如习题2-4附图所示。

化工原理第四版思考题答案【篇一：化工原理(王志奎)第四版课后答案】345【篇二：化工原理第四章思考题答案】>4-1 根据传热机理的不同，有哪3种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：（1）基本传热方式有热传导、热对流和热辐射3种。

（2）热传导简称导热，是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量；对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量；辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波，向空间传播来传递热量。

4-2 傅里叶定律中的负号是什么意思？答：由于x方向为热流方向，与温度梯度的方向正好相反。

q是正值,而是负值,加上负号,故式中加负号。

4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：物质热导率的大小主要与物质种类（固、液、气）和温度有关。

一般来说，固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体液体气体。

4-4 纯金属与其合金比较，热导率哪个大？答：在各类物质中，纯金属的热导率为 ,合金的热导率为 , 故热导率纯金属比合金大。

4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构，其孔隙中含有值小的空气。

密度越小，则所含的空气越多。

但如果密度太小，孔隙尺寸太长，其中空气的自然对流传热与辐射作用增强，反而使增大。

故非金属的保温材料的热导率与密度有关。

4-6 在两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小，哪一层热阻大？热阻大的原因是什么？答：（1）温度差较大的层热阻较大。

（2）对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等，即导热速率相同，采用数学上的等比定律可得。

由此可见，热阻大的保温层，分配与该层的温度差就越大，即温度差与热阻成正比。

4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积a的导热速率q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。

而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率q，也可以计算单位圆筒长度的壁面导热速率 ,为什么不能计算热流密度？答：在稳态下通过圆筒壁的导热速率q与坐标r无关，但热流密度却随着坐标r变化，故不能计算热流密度。

化工原理王志魁第四版课后思考题答案：篇一：化工原理王志魁第四版课后思考题答案4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。

热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。

在固体、液体和气体中都可以发生。

对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。

热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。

可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。

4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：一般固体液体气体4-13 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。

4-20 答：能透过全部辐射能的物体，称为透热体；能全部反射辐射能的物体，称为白体；能全部吸收辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体，称为灰体。

4-21 答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。

影响固体表面黑度的主要因素有：物体的性质、温度及表面情况（如表面粗糙度及氧化程度）。

4-29答：根据公式可以采取如下措施：提过对流换热系数，尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻，及时清洗换热器，降低热传导热阻，选择导热率大的材料，降低换热壁的厚度。

第五章吸收5-1 选择吸收剂时，应从哪几个方面考虑？答：(1) 溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大，则传质推动力越大，吸收速率越快，且吸收剂的耗用量越少。

(2) 选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微，否则不能实现有效的分离。

(3) 挥发度在吸收过程中，吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。

故在操作温度下，吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收剂的损失量。

(4) 粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动阻力越小，扩散系数越大，这有助于传质速率的提高。

化工原理第四版课后习题答案王志魁编第五章作者：日期：24 / 24+0TX6S ； \~ 了代-,111)/(01031 = 0^ X V 'SS = °l>i J =^N 翳涉輛轴谱制严[叫 E*SS=«8T/£ 'SfiG^*PV dz 欽裂卸卿烈超半 鶴44孑鎚毋汨**前<2) 4/«i| OTXgir Z=StXiOTXfiS ,T =• orxy*h _0T X9 = 'A -VOLO. X TH 弋=冒■瞋 *T '0=^红嗣算平宙<r 捧询宙馆擄坍再*田內"無半團"< J'l |OiUJt - '[ • JS imiq 此=刃・勺谒麥剽刘讶谨斛曲耿5<1用丽T=F 廉妻谨倉"™S 'Ib (lfd^ETOT *N £I ^LZ ，攀#挈理睛｝「严師药暉再葆弼魁b 呂霞 气护出商〕,-0TX9='X 口綿勰期平•严芥0诟制廉形谱卿轲9口蒯 *型融芈川丄怕"丄皿军“鮎业皿爭甘 审⑴離羈爭泄*1 CU 牟£3敢 [£IS]如呻 me「一.=7^f 刊 M 出H/I otusl 06=(r0-TWftI = (c^ 詈帮划h 科31qqn 阿血-福06 XVii1IX ■0-H-OIX9倉搭理込盼駅*,0TX3T T 0&用Aqx 刖T 7 v r_0!X603 7 “ V — ,.MX 兀乜 ..f 】lXM=「陵「+匕二巴灯(阴—T 泊避尸 »_OTX60? Z =■ r _0TX c K -s _7_rt T x H £ " \<V-'xV =丸"s-OT X S £ T <] — 0 - J-0r X 5£ — rx A - XV t 01 X^ U-, OlXS-i-tllXST T- 'X Jx- LXV ■■MX 肚Y = F&呻恥汎)屮三血-认=/X t _OIX «T*I=frfi/in '0 = w/'A- :X鬥占普0—”X 曲臬诉"毕科钉缶辱朋IV超炜尹坯剽第详II*耿(ir i)x=旦—商17 / 24ti4J；A凹抚丁蝮MH m=3珅撰谢事:m wao?册豪丄洞忆帀LOE旨血謝山淅‘―‘龙(鑒叫 =：、 U+lXtltMilt TH慎世订叩■期廨辆华年掛国的加-A昼41幕缪主端凋"删.7谢型劭牺擾嗣右W ‘丫鼾宰带幻¥观酢册'呦孙融号晦桦说口叩―人-弄撫裁£W〕= *甲加曲脱渤张8ZT0,O='AV总期冊和屮=壮£甲学聪豪卿騎TQOT*Q-；X r(S叫辭Q・F甲事苗闻勺価乐:带尹九血湍修总书聚J筍S£|0pn2讥心PZyTKnigiMT=TOOO ¥OXIG GtiTO 'O- t X ttf；A - i9£>0P=E££DOO b0X^6-T ‘0=滾函一'A= l ZV蟲分JL L■ O-ZEO^O ■钻寸一'AVS00^ = 0 匚LMP = =X 刖A= \X Z A = 'AV■44日理孵)持爭.£呐9UtiT =SOO^-T 06ET0 0~HiM szaAV -[AV呵[i ■(> =ZL=~Z卫亠凹-,A-'A~^K/<^\ - l A)A£OSO^=»SSOOO^XH—I T=1X U/—'A^= \A-<A = 1AV。