化工原理第二版答案(柴诚敬主编)

化工原理下册答案柴诚敬引言本文档为化工原理下册的答案，旨在帮助学生更好地理解和掌握化工原理的知识。

化工原理作为化工专业的基础课程，对于学习和理解化工工艺过程和原理有着重要的作用。

在本文档中，我将根据教材的内容，为以下几个问题提供答案：1.笨马反应的速率方程是什么？如何确定速率常数？2.请解释离心机在化工过程中的应用。

3.简要描述蒸馏过程，并解释为什么蒸馏可以分离液体混合物。

4.请解释化工中的离子交换过程及其应用。

笨马反应的速率方程及速率常数确定对于笨马反应，其速率方程可以表示为：r=r[r]r[r]r其中，r是反应速率，[r]和[r]分别是反应物A和B的浓度，r和r分别是A和B的反应级别，r是速率常数。

速率常数的确定可以通过实验来进行。

具体步骤如下：1.确定反应物A和B的浓度范围；2.选择适当的实验条件，如温度、压力等；3.在不同浓度下进行多次实验，记录反应速率的变化；4.将实验数据代入速率方程，通过最小二乘法确定速率常数。

离心机在化工过程中的应用离心机在化工过程中有着广泛的应用。

离心机利用离心力将物料分离，通常用于以下几个方面：1.固液分离：离心机可以将悬浮在溶液中的固体颗粒与溶液分离，常用于澄清污水、分离生物颗粒等；2.液液分离：离心机可以将两种或多种液体分离，根据液体的密度差异选择不同的离心机类型；3.液固分离：离心机可以将悬浮在溶液中的颗粒与溶液分离，常用于从颗粒状物料中提取溶液等；4.浓缩：离心机可以通过离心力将溶液中的水分离，从而实现溶液的浓缩。

离心机的应用范围非常广泛，可以满足化工过程中不同物料的分离和浓缩需求。

蒸馏过程及其分离液体混合物机制蒸馏是一种用于分离液体混合物的常用方法。

简而言之，蒸馏是通过升温液体混合物，使其中一个或多个组分转变为气体，然后再将气体冷凝回液体，从而实现组分的分离。

具体的蒸馏过程如下：1.升温：将液体混合物进行加热，使其达到沸点，使其中的组分转变为气体状态；2.凝聚：将气体通过冷却装置冷凝为液体，此时液体中的组分已经被分离出来；3.收集：将分离出的液体收集起来，即可得到纯度较高的组分。

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第12章其他分离方法
除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用______、______、______等方法（列举三种方法）。

【答案】过滤、沉降、吸附
【解析】非均匀混合物的分离方法很多，较常见的是采用机械分离方法。

机械分离方法中包括沉降和过滤两种操作。

吸附同样是一种除杂的方法，吸附利用某些固体能够从流体混合物中选择性地凝聚一定组分在其表面上的能力，使混合物中的组分彼此分离的单元操作过程。

第11章固体物料的干燥一、选择题1．对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（）。

[重庆大学2010研]A．愈高B．愈低C．不变D．不一定，与其它因素有关【答案】B【解析】湿球温度是干球温度和湿度的函数。

干球温度不变，则其只与湿度有关。

相对湿度愈低，饱和蒸汽压不变，水汽分压减小，则湿度减小，可知湿球温度减小。

2．对于不饱和湿空气，表示该空气的三个温度：干球温度T，湿球温度T W和露点T d 之间的大小关系是（）。

[中山大学2011研]【答案】w dT＞T＞T【解析】对于不饱和空气w as dT=T=T=T。

T＞T=T＞T，对于饱和空气w as d 3．提高进入干燥器的空气中水汽分压，同时其温度保持不变，则恒速阶段干燥速率（）。

[华南理工大学2012研]A．不变B．变小C．变大D．不确定【答案】B【解析】恒速干燥速率大小取决于物料外部的干燥条件，V H ∝-，水汽分压增大。

则0.622v vp H p p =-增大，干燥速率减小。

二、填空题1．提高干燥器中空气出口湿度，则空气的消耗量会______，干燥推动力将______。

[华南理工大学2012研]【答案】减少；减小【解析】空气消耗量L＝W/（H 2－H 1），H 2增大，则L 减小。

干燥器推动力与温度差有关，温度差越小，推动力越小。

2．恒速干燥阶段，物料表面保持______，湿物料表面达到的稳定温度为______，此阶段的干燥速率属______部条件控制，干燥速率与物料种类______关。

[南京理工大学2010研]【答案】充分湿润；tw（湿球温度）；外；无【解析】恒速干燥阶段固体物料的表面非常润湿，物料表面的温度等于空气的湿球温度。

此阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的气化速率，即取决于物料的外部干燥条件，与物料本身无关。

3．已知某湿物料量为150kg/h，水分含量为20%，现要将其干燥到含水2%，需要脱除的水量应为______kg/h。

第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。

已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。

解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。

设混合油为理想溶液。

解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。

若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯（2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。

化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版柴诚敬主编本文是《化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版》的内容，提供了对上册习题的详细回答。

以下是习题和答案的内容：第一章介绍1.简要介绍化工原理的定义和应用领域。

答案：化工原理是研究物质转化过程和工程过程的基本规律以及解决化工实际问题的科学原理。

它广泛应用于化工、石油、医药、农药等领域。

2.描述化工过程的基本要素及其相互关系。

答案：化工过程的基本要素包括原料、能量、操作和设备。

它们相互关系密切，原料经过能量的作用，通过操作和设备进行转化。

1.什么是物质的性质？举例说明。

答案：物质的性质是指物质特有的、可以用于识别和区分物质的特征。

例如，水的性质包括色彩、气味、味道等。

2.什么是热力学？热力学研究的对象是什么？答案：热力学是研究物质和能量相互转化过程的科学。

热力学研究的对象包括物质和能量。

第三章理想气体的性质1.计算气体的压力、体积和温度之间的关系公式。

答案：PV = nRT，其中P表示气体的压力，V表示气体的体积，T表示气体的温度，n表示气体的物质的量，R表示气体常数。

2.理想气体的状态方程是什么？其适用条件是什么？答案：理想气体的状态方程是PV = nRT。

适用条件是气体分子之间的相互作用可以忽略。

1.什么是液体的性质？举例说明。

答案：液体的性质是指液体独特的物理和化学特征。

例如，水的性质包括可流动性、粘度等。

2.什么是液体的饱和蒸气压？如何用温度表示液体的饱和蒸气压？答案：液体的饱和蒸气压是指在一定温度下，液体与其饱和蒸气之间的平衡压力。

可以用温度-饱和蒸气压表来表示液体的饱和蒸气压。

以上仅是部分例题和答案，更多内容请查看原书《化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版》。

注意：本文的习题答案为根据题目编写的，可能会与原书回答有所差异。

请以原书为准。

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绪论
试论述化工原理中三传的可比拟性。

[中山大学2011研]
答：化工原理的三传：质量传递，热量传递，动量传递，动量、热量、质量传递的类比：
（1）传递本质类比
①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递；②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递；③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。

（2）基础定律数学模型类比
①动量传递的牛顿粘性定律；②热量传递的傅立叶定律；③质量传递的费克扩散定律。

（3）物性系数类比
①粘度系数；②导热系数；③分子扩散系数。

第七章传质与分离过程概论1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。

已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。

120.055/170.09030.055/170.945/290.002/170.00340.002/170.998/29y y ==+==+进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为10.09030.099310.0903Y ==-20.00340.003410.0034Y ==-由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2. 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1）2)B A A B A B A A (d d M x M x x M M w +=（2）2A )(d d BB AA B A A M w M w M M w x +=解：（1）BB A A A AA M x M x x M w +=BA A A)1(A A M x M x x M -+=2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2)B B A )B A (B A A (M x M x x x M M +=+由于 1B A =+x x 故2)B B A A B A A (d A d M x M x x M M w +=（2）BB AAA AA M w M w M w x+=2)()(Ad A d BB A A BAA ABB AA A 11)(1M w M w M M M w M w M w M w x+-+=-2)(BA 1(BB A A )B A M w M w M M w w ++=2)(BB AA B A 1M w M w M M +=故 2)(d A d BB AA B A A M w M w M M w x +=3. 在直径为0.012 m 、长度为0.35 m 的圆管中，CO 气体通过N 2进行稳态分子扩散。

化工原理第二版答案柴诚敬主编标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf s 2/m 4（3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2hatm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(mh ℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf= N ，1 N=1 kgm/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU= kJ ，l b= kg 则（4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm= kPa则（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则（6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s则2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为、及。

绪论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。

（1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s)（2）密度ρ=138.6 kgf ?s2/m4（3）某物质的比热容C P=0.24 BTU/(lb·℉)（4）传质系数K G=34.2 kmol/(m2?h?atm)（5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m?h?℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g，1 m=100 cm则()sPa1056.8smkg1056.81m100cm1000g1kgscmg00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ（2）密度基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N，1 N=1 kg?m/s2则3242mkg13501Nsm1kg1kgfN81.9mskgf6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ，l b=0.4536 kg则（4）传质系数基本物理量的换算关系为1 h=3600 s，1 atm=101.33 kPa则（5）表面张力基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则（6）导热系数基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J，1 h=3600 s则2．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即式中H E—等板高度，ft；G—气相质量速度，lb/(ft2?h)；D—塔径，ft；Z0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL—液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3A、B、C为常数，对25 mm的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。

第7章传质与分离过程概论
一、选择题
根据双模理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，已液相浓度表示的总传质系数（）。

A．大于气相分传质系数；
B．近似等于液相分传质系数；
C．小于气相分传质系数；
D．近似等于气相分传质系数。

【答案】B
【解析】溶解度很小时，为液膜控制。

二、简答题
双膜论的主要论点有哪些？并指出官的优点和不足之处。

答：主要论点：
（1）相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，相界面两侧分别各有一个稳定的气膜和液膜，吸收质以分子扩散的方式通过此两膜；
（2）在两膜层以外的气液两相主体中，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度基本上是均匀的、全部浓度变化集中在两膜层中，即阻力集中在两膜层内：
（3）在相界面处，气液两相达到平衡，即界面上没有阻力。

实验证明，在气速较低时，用双膜理论解释吸收过程是符合实际情况的，即提高速度，
可增大吸收率已为实践所证实。

根据这一理论的基本概念所确定的吸收速率关系，至今仍是填料吸收塔设计计算的主要依据。

界面更新对吸收过程是一重要影响因素，双模论对于这种情况并无考虑进去，这是它的局限性。

但当速度较高时，气液两相界面就处于不断更新的状态，并不存在稳定的气膜和液膜，。

第3章非均相混含物分离及固体流态化（一）习题1．颗粒在流体中作自由沉降，试计算（1）密度为2650kg/m 3，直径为0.04mm 的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2650kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20℃清水中的沉降速度为0.1m/s，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7900kg/m 3，直径为6.35mm 的钢球在密度为1600kg/m 3的液体中沉降150mm 所需的时间为7.32s，液体的黏度是多少？解：（1）假设为滞流沉降，则：2s t ()18d u ρρμ-=查附录20℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15⋅⨯=-μ，所以()()()sm 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.018523s 2t =⨯⨯⨯-⨯⨯=-=--μρρg d u 核算流型：3t 51.2050.12760.04100.3411.8110du Re ρμ--⨯⨯⨯===<⨯所以，原假设正确，沉降速度为0.1276m/s。

（2）采用摩擦数群法()()s 123t 523434 1.81102650 1.2059.81431.931.2050.1g Re u μρρξρ---=⨯⨯-⨯==⨯⨯依6.0=φ，9.431Re1=-ξ，查出：t et 0.3u d Re ρμ==，所以55e 0.31.8110 4.50610m 45μm1.2050.1d --⨯⨯==⨯=⨯（3）假设为滞流沉降，得：2s t()18d gu ρρμ-=其中sm 02049.0s m 32.715.0t ===θh u 将已知数据代入上式得：()sPa 757.6s Pa 02049.01881.91600790000635.02⋅=⋅⨯⨯-=μ核算流型t 0.006350.0204916000.0308116.757du Re ρμ⨯⨯===<2．用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5m，宽5m，高4.2m，固体杂质为球形颗粒，密度为3000kg/m 3。

第七章 传质与分离过程概论1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。

已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。

120.055/170.09030.055/170.945/290.002/170.00340.002/170.998/29y y ==+==+进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为10.09030.099310.0903Y ==- 20.00340.003410.0034Y ==-由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2. 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1） 2)B A A B A B A A (d d M x M x x M M w +=（2）2A )(d d BB AA B A A M w M w M M w x +=解：（1） BB A A A A A M x M x x M w +=BA A A)1(A A M x M x x M -+=2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2)B B A )B A (B A A (M x M x x x M M +=+由于 1B A =+x x 故2)B B A A B A A (d A d M x M x x M M w +=（2）BB AA A AA M w M w M w x +=2)((A d A d BB A A BAA ABB AA A 11(1M w M w M M M w M w M w M w x+-+=-2)(BA 1(BB A A )B A M w M w M M w w ++=2)(BB AA B A 1M w M w M M +=故 2)(d A d BB AA B A AM w M w M M w x +=3. 在直径为0.012 m 、长度为0.35 m 的圆管中，CO 气体通过N 2进行稳态分子扩散。