冶金原理课后习题及解答

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。

冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。

2 金属熔体指________、________。

液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。

物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。

金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。

钢铁、有色金属。

4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。

在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。

熔渣。

5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。

金属提炼、精炼过程。

6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。

氧化物。

7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。

富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。

精炼渣。

9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。

粘度、密度、渣-锍界面张力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。

11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。

1、什么是连续介质，在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？答：（1）连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起，完全充满所占空间的介质。

（2）引入连续介质模型的必要性：把流体视为连续介质后，流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数，就可以利用数学中的连续函数分析方法来研究流体运动，实践表明采用流体的连续介质模型，解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。

1-9 一只某液体的密度为800kg/,求它的重度及比重。

解: 重度：γ=ρg=800*9.8=7840kg/(˙)比重：ρ/=800/1000=0.8注：比重即相对密度。

液体的相对密度指该液体的密度与一个大气压下4℃水的密度（1000kg/）之比---------------------------------------------课本p4。

1-11 设烟气在标准状态下的密度为1.3kg/m3，试计算当压力不变温度分别为1000℃和1200℃时的密度和重度解：已知：t=0℃时，0=1.3kg/m3,且=则根据公式当t=1000℃时，烟气的密度为kg/m3=0.28kg/m3烟气的重度为kg/m3=2.274kg/m3当t=1200℃时，烟气的密度为kg/m3=0.24kg/m3烟气的重度为kg/m3=2.36kg/m31—6答：绝对压强：以绝对真空为起点计算的压力，是流体的实际，真实压力，不随大气压的变化而变化。

表压力：当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，用压力表进行测量。

压力表上的读数（指示值）反映被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。

既：表压力=绝对压力-大气压力真空度：当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，采用真空表测量。

真空表上的读数反映被测流体的绝对压力低于大气压力的差值，称为真空度。

既：真空度=︱绝对压力-大气压力︱=大气压力-绝对压力1-81 物理大气压（atm）= 760 mmHg = 10332 mm H2O1 物理大气压（atm） = 1.033 kgf/cm2 = 101325 Pa1mmH20 = 9.81 Pa1-21 已知某气体管道内的绝对压力为117kPa，若表压为70kPa，那么该处的绝对压力是多少（已经当地大气压为98kPa），若绝对压力为68.5kPa 时其真空度又为多少？解：P 绝=P 表+P 大气=70kPa+98kPa=168kPaP 真=-(P 绝-P 大气)=-(68.5kPa-98kPa)=29.5kPa1、气体在什么条件下可作为不可压缩流体？答：对于气体，在压力变化不太大（压力变化小于10千帕）或流速不太高（V<70米/秒）条件下（如流速较低的通风道），气体压缩程度很小，可忽略气体密度变化而作为不可压缩流体来处理。

第一章 冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。

2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。

4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。

活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。

8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。

冶金传输原理习题答案冶金传输原理习题答案冶金传输原理是冶金学中的一个重要分支，研究金属和合金在加热、冷却和变形过程中的传输规律和机制。

在学习和研究冶金传输原理时，习题是不可或缺的一部分，通过解答习题可以加深对该学科的理解和掌握。

下面将给出一些常见的冶金传输原理习题及其答案。

1. 请简述热传导的基本原理。

热传导是指物质内部由于温度差异而传递热量的过程。

其基本原理是热量从高温区传递到低温区，传递过程中热量通过物质内部的分子或电子的碰撞和传递完成。

热传导的速率与温度差、物质的导热性质和传热距离有关。

2. 什么是对流传热？请举例说明。

对流传热是指通过流体（气体或液体）的传热方式。

当物体表面与流体接触时，流体会受热膨胀，形成对流循环，将热量从高温区传递到低温区。

例如，热水器中的水受热后上升，冷水下降，形成对流循环，使整个水体均匀受热。

3. 请解释辐射传热的特点。

辐射传热是指通过电磁波的传热方式。

辐射传热不需要介质，可以在真空中传递热量。

辐射传热的特点是传热速率与温度差的四次方成正比，与物体表面特性和距离的平方成反比。

例如，太阳辐射的热量可以通过真空传递到地球上。

4. 请简述固体变形的原理。

固体变形是指固体在外力作用下发生形状和尺寸的改变。

固体变形的原理是固体内部的晶格结构发生变化，从而使整个固体发生形变。

固体变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。

弹性变形是指在外力作用下，固体发生形变后能够恢复原状；塑性变形是指在外力作用下，固体发生形变后不能恢复原状。

5. 请解释扩散的基本原理。

扩散是指物质在非均匀温度和浓度条件下的自发性传递过程。

扩散的基本原理是物质分子或原子的热运动引起的碰撞和交换。

扩散的速率与温度、浓度差、物质的扩散系数和距离有关。

扩散在冶金过程中起着重要的作用，如金属中的杂质扩散、合金的相变等都与扩散有关。

通过以上习题的解答，我们可以更加深入地理解和掌握冶金传输原理。

在实际应用中，冶金传输原理的理论和方法可以帮助我们解决金属加工和冶炼过程中的问题，提高生产效率和产品质量。

冶传第三章习题答案3-1输水管路的直径为150㎜输水量为981kN/hr 求断面平均流速。

解：由题意可知：333298110/360010009.8198110 1.57/1360010009.81(0.15)4D m s g Q u m s A Q ρπ⨯=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯= 3-2矩形风道的断面为300×400㎜2，风量为2700m 3/hr ，求断面平均流速，若出风口断面缩小为150×700㎜2，该处的平均流速多大？ 解：112700 6.25/36000.12Q m s A u ===⨯ 2227007.14/36000.105Q m s A u ==⨯ 3-3已知圆管中的流速分布曲线为710⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=r y u u m ，求流速等于平均流速的点离壁面的距离c y 。

解：0171000702())49()60(m A m m r y r y u r y r dAdy u u u π-===⎰⎰ 70049()0.24260c y r r ∴=⨯ 3-4水流通过一渐缩管。

收缩前的断面为213.0m A =，平均流速为s m v /8.11=，压强kPa P 1171=，收缩后的断面为2215.0m A =，高程增加为m z 6=∆，不计损失，求收缩后的压强P 2。

解：2211122222r r P u P u g grz rz ++=++又1221u A u A =1122 1.80.3 3.6/0.15u A m s A u ⨯∴=== 322210009.811000611710(1.8 3.6)253.28100053.3aP Pa kP ∴=-⨯⨯+⨯+⨯-⨯= 3-5已知圆管中空气的流速分布曲线公式为：70701r u u r ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭=-，0r 为圆管半径，u 为半径r 处的流速，u 0为轴心流速，若空气密度为1.2kg/m3，毕托管在轴心点量得动压为5㎜H 2O 柱，圆管半径m r 25.00=，求管内通过的流量。

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。

2 金属熔体指液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用__物理化学、_____的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关__技术___问题、开拓__新__的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。

、2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为__金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为__钢铁____冶金原理及__有色金属___冶金原理。

4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为____冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣____四种。

在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_熔渣____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

5、熔渣是_金属提炼______和_____精炼过程__的重要产物之一。

6、熔渣是指主要由各种_氧化物_____熔合而成的熔体。

7、__富集渣______的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。

8、__精炼渣_____的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。

9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的粘度、密度、渣-锍界面张力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的物理化学性质。

11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择__熔渣成分______，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。

预期方向；限度；转化率。

13大多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物：FeO、CaO、SiO214高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物：CaO、Al2O3、SiO215熔盐——盐的熔融态液体，通常指无机盐的熔融体16在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物叫________ 冶金熔体1、应为熔盐有着与水溶液相似的性质，因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的或占主导地位的生产方法。

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。

冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。

2 金属熔体指________、________。

液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。

物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。

金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。

钢铁、有色金属。

4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。

在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。

熔渣。

5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。

金属提炼、精炼过程。

6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。

氧化物。

7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。

富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。

精炼渣。

9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。

粘度、密度、渣-锍界面张力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。

11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。

冶金原理课后答案冶金原理是冶金工程专业的重要课程，它是学生们打好冶金基础知识的关键。

在学习过程中，课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要方式。

下面是冶金原理课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是冶金原理？冶金原理是指通过对金属物理、化学性质和金属材料的制备、加工等方面的研究，来揭示金属材料的内在规律和特性的科学原理。

冶金原理是冶金工程专业的基础课程，它的学习对于后续的专业课程学习具有重要的指导作用。

2. 冶金原理的研究对象有哪些？冶金原理的研究对象主要包括金属的结构、性能、制备工艺、加工工艺等方面。

通过对金属的晶体结构、相变规律、热处理工艺等进行研究，可以揭示金属材料的内在规律和特性，为金属材料的应用提供理论基础。

3. 冶金原理课程的学习意义是什么？冶金原理课程的学习可以帮助学生建立对金属材料的基本认识，理解金属材料的物理、化学性质和加工工艺，为后续的专业课程学习奠定良好的基础。

同时，通过学习冶金原理，可以培养学生的分析和解决问题的能力，提高他们的科学素养和创新能力。

4. 冶金原理课后习题答案。

（1）问，什么是金属的晶体结构？它对金属材料的性能有什么影响？答，金属的晶体结构是指金属原子在空间中的排列方式，主要有面心立方、体心立方和密堆积等结构。

晶体结构对金属材料的性能有重要影响，它决定了金属的硬度、塑性、导电性、热导性等性能。

（2）问，金属的相变规律是什么？举例说明。

答，金属的相变规律是指金属在不同温度下发生晶体结构或组织形态的变化规律。

例如，铁在950°C以下为α铁，950°C以上为γ铁，这是铁的相变规律之一。

（3）问，金属材料的热处理工艺有哪些？它们的作用是什么？答，金属材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。

它们的作用是通过控制金属材料的加热、保温和冷却过程，改变金属的组织结构和性能，以达到提高金属材料的硬度、强度和韧性的目的。

5. 总结。

通过对冶金原理课后习题的答案解析，我们可以更好地理解冶金原理课程的重要性和学习意义，掌握金属材料的基本知识和相关原理。

第七章 相似原理与模型研究方法例7-1 验证伯努利方程的量纲齐次性。

解： 沿流线的伯努利方程为C gz P V =++ρρ221把长度L ，质量m ，时间t 的量纲L ，M ，T 取为基本量纲，则上述方程中的各物理量的量纲分别为[][]33-==ML l m ρ [][]1-==LT t l V [][]21--==T ML A ma P []2-=LT g[]L z =方程左边各项的量纲分别为：21223221----==⎥⎦⎤⎢⎣⎡T ML T L ML V ρ []21--=T ML P[]2123----==T ML L LT ML gz ρ故左边各项的量纲是相同的，并可断定方程右边的量纲也是21--TML 。

例7-2 试将定常的不可压缩粘性流体运动微分方程无量纲化。

解： 定常的不可压缩粘性流体运动方程在直角坐标系中x 方向分量式为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂+∂∂-=∂∂+∂∂+∂∂2222221z u y u x u x pg z u u y u u x u u x x x x x z x y x x νρ 取特征量V （特征速度）、l （特征长度）、P ∆（特征压差），g （重力加速度），各量可化为无量纲量。

lz z l y y l x x V u u V u u V u u z z y y x x======******,,,,, gg g p p p xx =∆=**, 带入方程中，整理后得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂+∂∂∆-=∂∂+∂∂+∂∂2**22**22**2**22**********z u y u x u Vl x P V P V gl g z u u y u u x u u xx x x x z x y x xνρ即为无量纲化的定常不可压缩粘性流体运动方程。

其中出现的无量纲系数分别表示为：Re ,,1122==∆=Vl Eu V P Fr V gl νρ y 、z 方向的分量式可按相同方法无量纲化，出现的无量纲数相同。

粉末冶金原理课后答案1、碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化物到低价氧化物最后转变成金属。

铁氧化物的直接还原，从热力学观点看，可认为是间接还原反应与碳的气化反应的加和反应，这就是碳还原的实质。

因素：（1）原料：原料中杂质、原料粒度（2）固体碳还原剂：固体碳还原剂类型、用量（3）还原工艺条件：还原温度与时间、料层厚度、还原罐密封程度（4）添加剂：加入一定固体碳的影响、返回料、引入气体还原剂、碱金属盐、海绵铁的处理2、还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？氢还原。

总的反应式：W03＋3H2＝＝＝＝W＋3H20。

钨具有4种比较稳定的氧化物W03＋0.1H2＝＝＝＝W02.9＋0.1H20W02.9＋0.18H2＝＝＝＝W02.72＋0.18H20W02.72＋0.72H2＝＝＝＝W02＋0.72H20WO2＋2H2＝＝＝＝W＋2H2O影响因素：（1）原料：三氧化钨粒度、含水量、杂质（2）氢气：氢气的湿度、流量、通气方向（3）还原工艺条件：还原温度、推舟速度、舟中料层厚度（4）添加剂3、金属液气体雾化过程的机理是什么？影响雾化粉末粒度、成分的因素有哪些？雾化法属机械制粉法，是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法。

二流雾化法是用高速气流或高压水击碎金属液流的，雾化法只要克服液体金属原子间的键合力就能使之分散成粉末，因而雾化过程所消耗的外力比机械粉碎法小得多。

雾化过程是一复杂过程，按雾化介质与金属液流的相互作用的实质，既有物理机械作用，又有物理化学变化。

四个区：负压系流区、原始液滴形成区、有效雾化区、冷却凝固区。

影响因素：（1）雾化介质：雾化介质类别、气体或谁的压力（2）金属液流：金属液的表面张力和粘度、金属液过热温度、金属液股流直径（3）其他工艺：喷射参数、聚粉装置参数4、离心雾化法有什么特点？利用机械旋转的离心力将金属液流击碎成细的液滴，然后冷却凝结成粉末。