物理冶金原理第一章习题讲解(北航)
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《冶金原理》课后习题及解答第一章1 冶金原理研究得主要内容包括________、________与________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态得金属、合金。
1、冶金原理就是提取冶金得主要基础科学,它主要就是应用_______得理论与方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____得冶金工艺、推进冶金技术得发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体得主要成分得不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫、3、冶金原理按具体得冶金对象分为______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得作用得不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣、熔渣。
5、熔渣就是_______与_______得重要产物之一、金属提炼、精炼过程。
6、熔渣就是指主要由各种______熔合而成得熔体。
氧化物。
7、________得作用在于使原料中得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、_______得作用就是捕集粗金属中杂质元素得氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍得液滴在熔渣中更好得沉降、降低主金属在渣中得损失,要求熔渣具有较低得______、______与_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属得回收率、降低冶炼过程得能耗,必须使锍具有合适得______、物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质、熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决得问题有:1)计算给定条件下得;根据得正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下得平衡常数,确定反应进行得______;3)分析影响反应得与平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
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。
第一章 流体的主要物理性质(吉泽升版)1-1何谓流体,流体具有哪些物理性质?答:流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理性质有:密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg /m 3,试求教重度y 和质量体积v 。
解:由液体密度、重度和质量体积的关系知:)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN /m 2时体积为995cm 3,当压强为1MN /m 2时体积为1000 cm 3,问它的等温压缩率k T 为多少? 解:等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意:ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。
注意:式中V 是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所示,在相距h =0.06m 的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板,在薄板的上下分别放有不同粘度的油,并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v =0.3m/s 被拖动时,每平方米受合力F=29N ,求两种油的粘度各是多少?解:流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为YA F 0y x νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡,即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得η=0.967Pa.s第二章 流体静力学(吉泽升版)2-1作用在流体上的力有哪两类,各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。
质量力是作用在流体内部任何质点上的力,大小与质量成正比,由加速度产生,与质点外的流体无关。
而表面力是指作用在流体表面上的力,大小与面积成正比,由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。
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。
材料加工冶金传动原理习题解答第一章流体的主要物理性质1-1什么是流体,它的物理性质是什么?答:流体是指没有固定形状且易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理特性是:密度、比重、比容压缩性和膨胀性。
1-流体是指没有固定形状且易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理特性是:密度、比重、比容压缩性和膨胀性。
1.根据液体密度、重力和质量体积之间的关系:8756;质量体积为1.4当压力为2 mN/m2时,圆柱形容器中某种可压缩液体的体积为995cm3,当压力为1 mN/m2时,体积为1000 cm3。
它的等温压缩率是多少?解决方案:等温压缩系数KT公式(2-∴质量体积为1.4)当压力为2 Mn/m2时,圆柱形容器中的可压缩液体的体积为995cm3,当压力为1 Mn/m2时,体积为1000 cm3。
它的等温压缩系数kT是多少?解决方案: 等温压缩系数KT公式(2:δp=2-1=1mn/m2=1 * 106 pa)可通过将V=1000cm3代入KT=5*10-9Pa-1得到。
注意:其中,v为液体如图1.5所示变化前的体积1.6,另一块薄板放置在两块固定平行板之间,距离h=0.06 m,不同粘度的油分别放置在薄板的上方和下方,一种油的粘度是另一种油的两倍。
当薄板以恒定速度v=0.3m/s拖动时,合力F=29N每平方米,两种油的粘度分别是多少?解决方案:当流体以恒定速度稳定流动时,流体在板表面上产生的粘性阻力是板对上下油表面的阻力和所施加的力之和的平衡,即η=0.967帕。
第二章流体静力学(吉泽隆起)2-注:其中,v为液体如图1.5所示变化前的体积1.6,另一块薄板放置在两块固定平行板之间,距离h=0.06 m,不同粘度的油分别放置在薄板的上方和下方,一种油的粘度是另一种油的两倍。
当薄板以恒定速度v=0.3m/s拖动时,合力F=29N每平方米,两种油的粘度分别是多少?解决方案:当流体以恒定速度稳定流动时,流体在板表面上产生的粘性阻力是板上下油表面的阻力和施加的力之和的平衡,即η=0.967帕。
冶金物理化学学习指导及习题解答1.冶金热力学辅导热力学内容下四个部分1)冶金热力学基础2)冶金熔体(铁溶液、渣溶液)3)热力学状态图(Ellingham图,相图)注:把各个知识点划分成三个等级;最重要的等级―――“重点掌握”第二等级―――“掌握”,第三等级―――“了解”,这便于学习者在自学或复习内容时参考。
也便于在学习时能抓住重点,更快更好地掌握冶金物理化学这门重要基础学科。
1.1 冶金热力学基础共7个知识点1) 重点掌握体系中组元i 的自由能表述方法;(包括理想气体、液体、固体)理想气体的吉布斯自由能封闭的多元理想气体组成的气相体系中,任一组元i 的吉布斯自由能为ln i i i G G RT P ∅=+i P '-i 组分气体的实际压强,Pa ;P ∅-标准压强,Pa ,也即Pa 51001325.1⨯。
应该注意的是,高温冶金过程中的气体由于压强比较低,都可以近似看作理想气体。
液相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元液相体系中,任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+其中,i a ----组元的活度,其标准态的一般确定原则是:若i 在铁液中,选1%溶液为标准态,其中的浓度为质量百分数,[%i]; 若i 在熔渣中,选纯物质为标准态,其中的浓度为摩尔分数,i X ;若i 是铁溶液中的组元铁,在其他组元浓度很小时,组元铁的活度定义为1。
固相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元固相体系中,其中任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+i a 确定原则是:若体系是固溶体,则i 在固溶体中的活度选纯物质为标准态,其浓度为摩尔分数,i X ; 若体系是共晶体,则i 在共晶体中的活度定义为1; 若体系是纯固体i ,则其活度定义为1。
2)重点掌握化学反应等温方程式ln G G RT Q ∅∆=∆+G ∆有三种情况 1)0>∆G ,以上反应不可以自动进行;2) 0<∆G ,以上反应可以自动进行; 3) 0=∆G ,以上反应达到平衡,此时G RTLnK ∅∅∆=-注:(1)G ∆是反应产物与反应物的自由能的差,表示反应的方向(反应能否发生的判据);表示任意时刻(不平衡状态)的压强商或活度商。
第一章动量传输的基本概念 1.流体的概念物质不能抵抗切向力,在切向力的作用下可以无限地变形,这种变形称为流动,这类物质称为流体,其变形的速度即流动速度与切向力的大小有关,气体和液体都属于流体。
2 连续介质流体是在空间上和时间上连续分布的物质。
3流体的主要物理性质密度;比容(比体积);相对密度;重度(会换算) 4.流体的粘性在作相对运动的两流体层的接触面上,存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动,流体的这种性质叫做流体的粘性,由粘性产生的作用力叫做粘性力或内摩擦力。
1) 由于分子作不规则运动时,各流体层之间互有分子迁移掺混,快层分子进入慢层时给慢层以向前的碰撞,交换能量,使慢层加速,慢层分子迁移到快层时,给快层以向后碰撞,形成阻力而使快层减速。
这就是分子不规则运动的动量交换形成的粘性阻力。
2) 当相邻流体层有相对运动时,快层分子的引力拖动慢层,而慢层分子的引力阻滞快层,这就是两层流体之间吸引力所形成的阻力。
5.牛顿粘性定律在稳定状态下,单位面积上的粘性力(粘性切应力、内摩擦应力)为dydv x yx μτ±==A Fτyx 说明动量传输的方向(y 向)和所讨论的速度分量(x 向)。
符号表示动量是从流体的高速流层传向低速流层。
动力粘度μ,单位Pa·s 运动粘度η,单位m 2/s 。
ρμη=例题1-16.温度对粘度的影响粘度是流体的重要属性,它是流体温度和压强的函数。
在工程常用温度和压强范围内,温度对流体的粘度影响很大,粘度主要依温度而定,压强对粘性的影响不大。
当温度升高时,一般液体的粘度随之降低;但是,气体则与其相反,当温度升高时粘度增大。
这是因为液体的粘性主要是由分子间的吸引力造成的,当温度升高时,分子间的吸引力减小,μ值就要降低;而造成气体粘性的主要原因是气体内部分子的杂乱运动,它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的交换,当温度升高时,气体分子杂乱运动的速度加大,速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧,所以μ值将增大。
1-9, (1)=ρρ01+βt/2788.0273100013.1kg=+=m3(2)γ0=ρ×g=1.3∗10=13γt =γo1+βt=2.7N m31-16 , R=R oM ρ=PRT(1)ρ1=PRT =6501∗10008.314∗1000∗27329=0.774Kg m3(2)ρ2=PRT1.116Kg m31-21 dV xdy =V oH=0.250.5∗0.001=0.5∗103 1/SU=τyxd vx d y =20.5∗103=4∗10−3 p a.S1-23,,V oH =d vxd y=0.181.3∗0.001=0.1385∗1000 1/SΤyx=FA =mg sinθA=1.18∗100∗10∗51367∗67∗0.0001=1.011∗103 P au=τyxd vx d y = 1.011∗1030.1385∗103=7.2 Pa.S《简爱》是一本具有多年历史的文学着作。
至今已152年的历史了。
它的成功在于它详细的内容,精彩的片段。
在译序中,它还详细地介绍了《简爱》的作者一些背景故事。
从中我了解到了作者夏洛蒂.勃郎特的许多事。
她出生在一个年经济困顿、多灾多难的家庭;居住在一个远离尘器的穷乡僻壤;生活在革命势头正健,国家由农民向工业国过渡,新兴资产阶级日益壮大的时代,这些都给她的小说创作上打上了可见的烙印。
可惜,上帝似乎毫不吝啬的塑造了这个天才们。
有似乎急不可耐伸出了毁灭之手。
这些才华横溢的儿女,都无一例外的先于父亲再人生的黄金时间离开了人间。
惜乎,勃郎特姐妹!《简爱》这本小说,主要通过简。
爱与罗切斯特之间一波三折的爱情故事,塑造了一个出生低微、生活道路曲折,却始终坚持维护独立人格、追求个性自由、主张人生平等、不向人生低头的坚强女性。
简。
爱生存在一个父母双亡,寄人篱下的环境。
从小就承受着与同龄人不一样的待遇:姨妈的嫌弃,表姐的蔑视,表哥的侮辱和毒打。
冶传第一章习题答案1-1如图,质量为1.18×102㎏的平板尺寸为b×b=67×67㎝2,在厚δ=1.3 ㎜的油膜支承下以u=0.18m/s 匀速下滑,问油的粘度系数为多少? 解:如图所示:2324sin 51.18109.81 1.310sin 137.16/6767100.18F uA F mg mg N s m Auμδθθδμ--==⨯⨯⨯⨯⨯∴==⨯⨯⨯1-2一平板在距另一平板2㎜处以0.61m/s 的速度平行移动,板间流体粘度为 2.0×10-3N·s/m 2,稳定条件下粘性动量通量为多少?粘性力又是多少?两者方向如何?以图示之。
解:粘性动量通量τ与粘性切应力'τ大小相等τ='τ=31230.612.010 6.110/210F u N m A d μ---==⨯⨯=⨯⨯1-3圆管中层流速分布式为)1(22Rr u u m x -=求切应力在r 方向上的分布,并将流速和切应力以图示之。
解:2222x m m du F r r u u A dr R Rτμμμ===-=1-4 221/0.007/T m cm s ρν==,的水在水平板上流动,速度分布为33(/)x u y y m s =-求:(1) 在1x x =处板面上的切应力;(2) 在11x x y mm == ,处于x 方向有动量通量存在吗?若有,试计算其值。
(3) 在11x x y mm == ,处的粘性动量通量。
'ττ快板慢板快流层u解:(1)2)4032(330.00710100032.110/y x y du Fy A dyN m τρυρυ=-=-===-=⨯⨯⨯=⨯(2)3310310/0xy u m s --=⨯≠∴在x=x 1,y=1mm 处于x 方向有动量通量存在 232321000(310)9.010/x xp x Au tu mv u N m ρτρ--∆∆∆===⨯⨯=⨯ (3)粘性动量通量433'21010000.007103 2.110/xy F Adu N m dyρυτ---===⨯⨯⨯=⨯ 1-5如上题,求x=x 1,y=1m 处两种动量通量,并与上题相比较。