混合液體、氣體密度的計(jì)算

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1、《化工生產(chǎn)基礎(chǔ)》第二章混合液體、氣體密度計(jì)算教師江波1、用密度計(jì)測(cè)得293K時(shí)，98%的硫酸的相對(duì)密度為1.84，求293K時(shí)98%的硫酸的密度和10t硫酸的體積。解：已知m=10t=10000kg求：?？、V？∵?＝d相·?水∴?＝1000·1.84＝1000·d相＝1840kg/m3又∵?=∴V=m3=5.44m32、已知空氣組成的體積分?jǐn)?shù)為21%的氧和79%的氮，求在300K和110kPa時(shí)空氣的密度。解：由于氣體的體積分?jǐn)?shù)即摩爾分?jǐn)?shù)，空氣的平均摩爾質(zhì)量為：∵M(jìn)空＝M氧y1氧+M氮y氮∴M空＝32·21%+28·79%M空＝28.84kg/kmol

2、＝＝＝1.27kg/m33、壓強(qiáng)表測(cè)得某反應(yīng)塔內(nèi)表壓強(qiáng)為0.25Mpa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?atm,問塔內(nèi)絕對(duì)壓強(qiáng)為多少N/m2？解:1atm=101325N/m2；絕壓＝表壓+大氣壓；=0.25×106+101325=351325N/m2；4、真空表測(cè)得某設(shè)備內(nèi)真空度為450mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮喝詾?atm，問設(shè)備內(nèi)絕壓為多少kPa？解：1atm＝101325N/m2；760mmHg=1atm=101325N/m2；絕壓＝大氣壓－真空度；＝101325—450/760×101325＝41.33×103＝41.33kPa5、已知硫酸與水的密度分別為1830kg

3、/m3與998kg/m3，試求含硫酸為60%（質(zhì)量）的硫酸水溶液的密度為若干。解：根據(jù)式=++，，，，+=+=（3.28+4.01）10-4；=7.29×10-4；ρm=1372.36kg/m36、已知干空氣的組成為：O2：21%、N2：78%和Ar（氬氣是一種無色、無味的惰性氣體，分子量39.938，分子式為Ar------稀有氣體是單原子氣體）：1%（均為體積%），試求干空氣在壓力為9.81×104Pa及溫度為100℃時(shí)的密度。解：首先將攝氏度100℃換算成開爾文T=273+100=373K再求干空氣的平均摩爾質(zhì)量Mm=32×0.21+28×0.78

4、+39.9×0.01=28.96kg/kmol根據(jù)式氣體的平均密度為：＝0.916kg/m3；7、空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為1.29kg/m3，在0.25Mpa下（絕壓）時(shí)的密度為__________________。8、某設(shè)備上，真空度的讀數(shù)為80mmHg，其絕壓=________,__________Pa.該地區(qū)的大氣壓為720mmHg。9．某氣柜的容積為6000m3，若氣柜內(nèi)的表壓力為5.5kPa，溫度為40℃。已知各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)為：H240%、N220%、CO32%、CO27%、CH41%，大氣壓力為101.3kPa，試計(jì)算氣柜滿載時(shí)各組分的質(zhì)

5、量。解：氣柜滿載時(shí)各氣體的總摩爾數(shù)各組分的質(zhì)量：10．若將密度為830kg/m3的油與密度為710kg/m3的油各60kg混在一起，試求混合油的密度。設(shè)混合油為理想溶液。解（方法一）：解（方法二）11．已知甲地區(qū)的平均大氣壓力為85.3kPa，乙地區(qū)的平均大氣壓力為101.33kPa，在甲地區(qū)的某真空設(shè)備上裝有一個(gè)真空表，其讀數(shù)為20kPa。若改在乙地區(qū)操作，真空表的讀數(shù)為多少才能維持該設(shè)備的的絕對(duì)壓力與甲地區(qū)操作時(shí)相同？解：（1）設(shè)備內(nèi)絕對(duì)壓力絕壓=大氣壓-真空度=（85.3×103—20×103）Pa=65.3kPa（2）真空表讀數(shù)真空度=大氣壓-絕

6、壓=（101.33×103—65.3×103）=36.03kPa例題、本題附圖所示的開口容器內(nèi)盛有油和水。油層高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水層高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。（1）判斷下列兩關(guān)系是否成立，即pA=p'ApB=p'B（2）計(jì)算水在玻璃管內(nèi)的高度h。解：（1）判斷題給兩關(guān)系式是否成立，pA=p'A的關(guān)系成立。因A與A'兩點(diǎn)在靜止的連通著的同一流體內(nèi)，并在同一水平面上。所以截面A-A'稱為等壓面。pB=p'B的關(guān)系不能成立。因B及B'兩點(diǎn)雖在靜止流體的同一水平面上，但不是連通著的同一種流體，即截面B-B'不

7、是等壓面。（2）計(jì)算玻璃管內(nèi)水的高度h由上面討論知，pA=p'A，而pA=p'A都可以用流體靜力學(xué)基本方程式計(jì)算，即：pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2pA'=pa+ρ2gh于是pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh簡(jiǎn)化上式并將已知值代入，得800×0.7+1000×0.6=1000h解得：h=1.16m；某化工廠的濕式氣柜（見圖）內(nèi)徑為10m，鐘罩總質(zhì)量為10000kg，計(jì)算時(shí)忽略鐘罩所受的浮力。問：氣柜內(nèi)氣體壓強(qiáng)（表壓）為多少時(shí)才能將鐘罩頂起（離開水面）？解：圓筒鐘罩截面積A=0.785×（10）2=78.5m2鐘罩內(nèi)氣體作用在此截面上的壓力等

8、于鐘罩的總質(zhì)量時(shí)才能將鐘罩托起。所以，氣柜內(nèi)的壓強(qiáng)為：P=F/A=mg/A=10