第一篇:物理化學(xué)課后解答
思考題解答
1.判斷下列說法是否正確,為什么?
(1)在一給定的系統(tǒng)中,獨立組分數(shù)是一個確定的數(shù)。(2)單組分系統(tǒng)的物種數(shù)一定等于1。(3)相律適用于任何相平衡系統(tǒng)。
(4)在相平衡系統(tǒng)中,如果每一相中的物種數(shù)不相等,則相律不成立。解答:(1)對。
(2)錯。組份數(shù)等于1。
(3)錯。在有電場、重力場、磁場或滲透質(zhì)存在時,不適用,必須加以修正。(4)錯。由相律得出的結(jié)論與每一相中的物種數(shù)無關(guān)。2.指出下列平衡系統(tǒng)中的組分數(shù),相數(shù),及自由度數(shù)。
(1)I2(S)與其蒸氣成平衡;
(2)CaCO3(s)與其分解產(chǎn)物CaO(s)和CO2(g)成平衡;
(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并與其分解產(chǎn)物NH3(g)和H2S(g)成平衡;(4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)與NH4HS(s)成平衡;
(5)I2作為溶質(zhì)在兩不互溶液體H2O和CCl4中達到分配平衡(凝聚系統(tǒng))。解答:(1)C = 1;Φ = 2;f = 1 – 2 + 2 = 1(2)C = 2;(∵S = 3;R = 1,∴C = 3-1 = 2);Φ = 3;f = 2 – 3 + 2 = 1(3)C = S-R-R' = 3-1-1=1(濃度限制條件,產(chǎn)物NH3(g):H2S(g)= 1:1);Φ = 2;f = 1(4)C = 3-1 = 2;Φ = 2;f = 2(5)C = 3;Φ = 2;f = C-Φ + 1=3 – 2 + 1 = 2(凝聚相可以不考慮壓力的影響)3.證明:(1)在一定溫度下,某濃度的NaCl水溶液只有一個確定的蒸氣壓;(2)在一定溫度下,草酸鈣分解為碳酸鈣和一氧化碳時只能有一個確定的CO壓力。解答:(1)Φ = 2,濃度一定,C = 1,溫度一定,則f = 1 – 2 + 1 = 0。
(2)Φ = 3,C = 2,當T一定時,f = 2 – 3 + 1 = 0。
4.Na2CO3與水可形成三種水合物Na2CO3·H2O(s),Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O(s)。問這些水合物能否與Na2CO3水溶液及冰同時平衡共存? 解答:不能。只能與冰或水或水溶液共存。
5.絕熱條件下,273.15 K的NaCl加入273.15 K的碎冰中,系統(tǒng)的溫度將如何變化? 解答:降低。冰熔化吸熱。
6.畫出下圖中,從P點開始的步冷曲線。
思考題6圖(用原書176頁思考題6圖)
解答:步冷曲線如圖所示。
思考題6題 步冷曲線
7.CuSO4與水可生成CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O,CuSO4·5H2O三種水合物,則在一定溫度下與水蒸氣平衡的含水鹽最多為幾種? 解答:2種。因為定溫下,f = 2 – Φ + 1,Φ最多為3,所以,除水蒸汽相外,最多可有兩種水合鹽。
8.判斷下列說法是否正確?
(1)定溫定容條件下,B在?、? 兩相中達平衡,則有μ? = μ?。(2)二元系統(tǒng)兩相平衡,平衡壓力僅取決于平衡溫度。
(3)根據(jù)相律,單組分系統(tǒng)相圖只能有唯一的一個三相共存點。
(4)液態(tài)CO2在p壓力下的任何溫度,都是不穩(wěn)定的。(CO2三相點壓力為5.11?p?)。(5)在一個密封的鐘罩內(nèi),一個燒杯盛有純液體苯,另一燒杯盛有苯和甲苯溶液,長時間放置,最后兩個燒杯內(nèi)溶液濃度相同。
(6)二元凝聚系統(tǒng)的步冷曲線如果不出現(xiàn)“平臺”,這很有可能是形成了固溶體。(7)二元凝聚系統(tǒng)相圖中,平衡曲線的極大點處必定是形成了新的固體化合物。(8)適當選定溫度、壓力,正交硫、單斜硫、液態(tài)硫和氣態(tài)硫可以同時平衡共存。(9)苯~二甘醇,苯~正已烷為完全互溶,正已烷~二甘醇為部分互溶,用二甘醇萃取正已烷中的苯,實際上得不到純凈的苯。
(10)只要兩組分的蒸汽壓不同,利用簡單蒸餾總能分離得到兩純組分。解答:√ × × √ √ √ × × √ ×
9.在通常情況下,對于二組分物系能平衡共存的最多相數(shù)為多少?
解答:4相,f = 2 – Φ + 2 = 4 – Φ,f不能為負值,最小為零。當f = 0時Φ = 4。10.三液系的相圖如下,把相圖分為三個相區(qū):I,II,III。求每個相區(qū)所存在的相數(shù)。?*
思考題10圖(用原書176頁思考題10圖)
解答:I區(qū)1相,II區(qū)3相,III區(qū)2相。
11.H2O-NaCl-Na2SO4的三元系中,Na2SO4和H2O能形成水合物Na2SO4·10H2O(D),求在DBC區(qū)中有哪幾相組成?
思考題11圖(用原書177頁思考題11圖)
解答:水合物D和Na2SO4及NaCl三相共存。
12.H2O-KNO3-NaNO3的相圖如下,則BEC相區(qū)內(nèi)有哪幾相組成?
思考題12圖(用原書177頁思考題12圖)
解答:KNO3,NaNO3和組成為 E的飽和溶液三相共存。
習題解答
1.指出下列系統(tǒng)中的組分數(shù)各為多少?
(1)系統(tǒng)中含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4;(2)CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(g)構(gòu)成的平衡物系;(3)NaCl(s)和含有稀HCl的NaCl飽和水溶液的平衡系統(tǒng);(4)含有KNO3和NaCl的水溶液與純水達滲透平衡時。解:(1)C = 5 – 3 – 0 = 2(2)C = 5 – 2 – 0 = 3(3)C = 7 – 3 – 2 = 2(4)C = 3 – 0 – 0 = 3 2.指出下列系統(tǒng)中的自由度各為多少?
(1)在410 K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)的平衡系統(tǒng);
(2)含有NaCl(s)、KBr(s)、K(aq)、Na(aq)、Br(aq)、Cl(aq)、H2O的平衡系統(tǒng);(3)由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(s)構(gòu)成的平衡系統(tǒng);
+
+
-
-(4)二元合金處于低共熔溫度時的系統(tǒng);
(5)在標準壓力下,NaOH與H3PO4的水溶液達平衡系統(tǒng);
(6)一個水溶液包含n個溶質(zhì),該溶液通過一半透膜與純水相平衡,半透膜僅允許溶劑水分子通過,求此系統(tǒng)的自由度。解:(1)C = 3 – 1 – 0 = 2,Φ = 3,f = 0(2)C = 7 – 2 – 1 = 4,Φ = 3,f = 3(3)C = 5 – 2 = 3,Φ = 5,f = 0(4)C = 2,Φ = 3,f * = 0(5)C = 3,Φ = 1,f * = 3(6)C = n + 1,Φ = 2,f = n + 2(滲透平衡:f + Φ = C + 3)
3.已知苯-乙醇雙液系統(tǒng)中,苯的沸點是353.3 K,乙醇的沸點是351.6 K,兩者的共沸組成為:含乙醇47.5%(摩爾分數(shù)),沸點為341.2 K。今有含乙醇77.5%的苯溶液,在達到氣、液平衡后,氣相中含乙醇為y2,液相中含乙醇為 x2。求x2與y2的大小關(guān)系。解:如圖,A表示乙醇,B表示苯,所以y2< x2。
習題3圖
4.四氫萘C10H12在207.3℃、p下沸騰。假定可以使用特魯頓規(guī)則、即摩爾蒸發(fā)熵為88 J·K-1·mol-1。試粗略估計在p下用水蒸氣蒸餾四氫萘時,每100 g水將帶出多少克四氫萘?
??解:由MBMA?pBp*A*?mBmA,得mB = 34 g。
5.已知苯胺的正常沸點為458.15 K,請依據(jù)Trouton規(guī)則求算苯胺在2666 Pa時的沸點。解:?vapHm?(88 ?458.15)J?mol?40317 J?mol
-1-1?vapHm?11?ln????? p1R?T1T2?p2已知:p1 =101325 Pa,T1 = 458.15 K,p2 = 2666 Pa,代入上式計算出T2 = 340.96 K。6.CO2的固態(tài)和液態(tài)的蒸氣壓分別由下面兩個方程給出:
lg(pa/Pa)?11.986?1360 KT;lg(p1/Pa)?9.729?874 KT
計算:(1)CO2的三相點的溫度和壓力;(2)CO2在三相點的熔化熱和熔化熵。
解:(1)在三相點時,ps = pl,即:11986 – 1360 K/T = 9.729 – 874 K/T,解得三相點T = 215.3 K,代入任一方程:
lg(p/Pa)?11.986?1360 K215.3 K?5.6692
解出CO2三相點的壓力 p = 4.7×105 Pa。(2)由方程 lnp???相HmRTA?B,和題中給的蒸氣壓的公式作比較???BTlg(ps/Pa)?11.986?所以:
1360T/K得
?subHm2.303RT?1360T/K
?subHm?(2.303?8.314?1360)J?mol-1?26040 J?mol
-1-1同理:?vapHm?(2.303?8.314 ?874)J?mol?16740 J?mol
-1-1熔化熱 ?fusHm??subHm??vapHm?9300 J?mol 所以,熔化熵 ?fuSs?m?fuHsTm?9300 215.3 J?mol?1?K?1?43.2 J?mol?1?K?
17.固態(tài)氨的飽和蒸氣壓為ln?p(s)/kPa??21.01-ln?p(l)/kPa??17.47-3063T/K3754T/K,液態(tài)氨的飽和蒸氣壓為,試求:
(1)三相點的溫度及壓力;
(2)三相點的蒸發(fā)焓、升華焓和熔化焓。
解:方法同第6題,得T = 195.2 K,p(s)= 592 kPa,?subHm?31.21 kJ?mol,-1?vapHm?25.47 kJ?mol,?fusHm?5.74 kJ?mol。
8.在海拔4500 m的西藏高原上,大氣壓力只有57.329 kPa,水的沸點為84℃,求水的氣化熱。
解:由Clausius-Clapeyron方程定積分式lnp2p1??相HmR(1T1?1T2),得
-1-1?vapHm?39.45 kJ?mol
9.家用高壓鍋內(nèi)蒸氣壓最高為2.32×105 Pa,求當壓力達到此值時鍋內(nèi)溫度為多少?
-1解:由Clausius-Clapeyron方程定積分式得,ln2.32?101.01?1055??40590 11(?),解得T1 = 350.9 K。
8.314 T1373 10.在0℃-100℃的范圍內(nèi)液態(tài)水的蒸氣壓p與T的關(guān)系為:lgp(2265 K/?P?a)?T11.101,某高原地區(qū)的氣壓只有59995 Pa,求該地區(qū)水的沸點。
解:把p = 59995 Pa代入公式lg(p/Pa)??2265 KT?11.101,即可得到T = 358.2 K。
2560T/K11.固體六氟化鈾的蒸氣壓p與T的關(guān)系式為lg(p/Pa)?10.65?熱為多少?
解:把lg(p/Pa)?10.65?,則其平均升華
2560T/K與lnp2p1??相HmR-1(1T1?1T2)比較得:
?subHm?(2560?2.303?8.314)kJ?mol?49.02 kJ?mol
12.水的三相點附近,其蒸發(fā)熱和熔化熱分別為44.82和5.994 kJ·mol。則在三相點附近冰的升華熱約為多少?
解:?vapHm?44.82 kJ?mol,?fusHm?5.994 kJ?mol,所以
-1-1-1-1?subHm?(44.82?5.994)kJ?mol-1?50.81 kJ?mol。
-113.已知鉍的熔點為544.5 K,鎘的熔點為594 K,鉍與鎘的低共熔溫度為408 K,鉍的摩爾熔化熱為10.88 kJ·mol-1,鎘的摩爾熔化熱為6.07 kJ·mol-1,且與溫度無關(guān),設(shè)熔液為理想液態(tài)混合物,試計算低共熔混合物的組成。解:根據(jù)凝固點降低公式
dlnxAdT??fusHmRT2的積分公式,計算得:x鉍?0.44。
14.苯(A)和二苯基甲醇(B)的熔點分別為6℃和65 ℃。A和B可形成不穩(wěn)定化合物AB2,它在30℃時分解為B和xB = 0.5的熔液。低共熔點為1℃, 低共熔液組成 xB = 0.2根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪出其二元相圖,并指出各區(qū)相態(tài)。解:相圖如下圖所示,各區(qū)的相態(tài)標于圖上。
習題14圖
15.已知A、B兩組分系統(tǒng)在101325 Pa下的相圖(T-x)如圖A所示:
(1)標出各區(qū)(1?6)的相態(tài),水平線EF、GDH及垂線CD上的系統(tǒng)自由度是多少?(2)畫出從a、b點冷卻的步冷曲線(按圖B的方式畫圖)。
習題15圖(用原書179頁思考題15圖)
解:答案參看例9。
16.30℃時,以60 g水,40 g酚混合,此時系統(tǒng)分兩層,酚層含酚70%,水層含水92%,求酚層,水層各多少克?
解:設(shè)酚層為x克,水層y 克。70% x + 8% y = 40,30% x + 92% y = 60 解得:x = 51.6 g,y = 48.4 g 17.有一種不溶于水的有機化合物,在高溫時分解,因此用水蒸氣蒸餾法予以提純。混合物的餾出溫度為95.0℃,實驗室內(nèi)氣壓為99.175 kPa。分析測得餾出物中水的質(zhì)量分數(shù)為0.45,試估算此化合物的摩爾質(zhì)量。已知水的蒸發(fā)熱?vapHm?40.59 kJ?mol。解:水在95.0℃時的蒸氣壓可由Clausius-Clapeyron方程計算
?1lnp2p1??Hm?11?40590?11???????????0.1776
R?T1T2?8.314?373.2368.2?得
p2 = 0.8372 p1 = 0.8372×101.325 kPa = 84.83 kPa 該有機物B的pB?99.175 kPa-p水?14.34 kPa
MB?M水?p水?mBpB?m水?18.02?84.83?5514.34?45?130.3
18.在101.32 kPa時,使水蒸氣通入固態(tài)碘(I2)和水的混合物,蒸餾進行的溫度為371.6 K,使餾出的蒸氣凝結(jié),并分析餾出物的組成。已知每0.10 kg水中有0.0819 kg碘。試計算該溫度時固態(tài)碘的蒸氣壓。
解:水在371.6 K時的蒸氣壓可由Clausius-Clapeyron方程計算得到:
lnp2p1??Hm?11?40590?11???????????0.05538
R?T1T2?8.314?373.2371.6?解得: p2 = 95.866 kPa pB?M水?p水?mBMB?m水?18?95.866?0.0819254?0.1?5.564 kPa
19.已知鉍與鎘不形成化合物,在固態(tài)也不互溶,并知下列數(shù)據(jù):
物質(zhì) Bi Cd
熔點Tf /K 544.5 594
摩爾熔化熱?fusHm/kJ·mol
10.88 6.07
-1假設(shè)Bi與Cd形成的熔液是理想的,請作出Cd-Bi的t-x相圖,并由圖上求出低共熔溫度與低共熔物的組成。
解:參照13題的方法繪制相圖,略。
20.對FeO-MnO二組分系統(tǒng),已知FeO,MnO的熔點分別為1643 K和2058 K;在1703 K含有30%和60%MnO(質(zhì)量百分數(shù))二固熔體間發(fā)生轉(zhuǎn)熔變化,與其平衡的液相組成15% MnO,在1473 K,二固熔體的組成為:26%和64% MnO。試依據(jù)上述數(shù)據(jù):(1)繪制此二組分系統(tǒng)的相圖;(2)指出各區(qū)的相態(tài);(3)當一含28% MnO的二組分系統(tǒng),由1873 K緩緩冷至1473 K,相態(tài)如何變化? 解:(1)繪制FeO-MnO系統(tǒng)相圖
習題20圖
(2)各相區(qū)的相態(tài),已標在圖中。
(3)當含有28% MnO的FeO-MnO二組分系統(tǒng),自1873 K緩緩冷至1473 K時,途徑變化為:熔化物1→進入CBD區(qū):l + 固熔β→到達CED線上:l + β + 固熔α→進入ACE區(qū):l + 固熔α→進入AEF區(qū):固熔α→進入FED區(qū):α + β。21.已知二組分系統(tǒng)的相圖如下:
習題21圖
(1)標出各相區(qū)的相態(tài),水平線EF,GH及垂直線DS上系統(tǒng)的自由度。(2)繪出a,b,c表示的三個系統(tǒng)由T1溫度冷卻到T2的步冷曲線。(3)使系統(tǒng)P降溫,說明達到M,N,Q,R點時系統(tǒng)的相態(tài)和相數(shù)。解:(1)各相區(qū)的相態(tài)如下。EF,GH線上系統(tǒng)的自由度都是零。
相區(qū)(1)(2)(3)(2)步冷曲線略。(3)參照表格,略。
22.下圖是SiO2-Al2O3系統(tǒng)在高溫區(qū)間的相圖,在高溫下,SiO2有白硅石和鱗石英兩種變體的轉(zhuǎn)晶線,AB線之上為白硅石,之下為鱗石英。(1)指出各相區(qū)分別有哪些相組成;(2)圖中三條水平線分別代表哪些相平衡共存;(3)畫出從x,y,z點冷卻的步冷曲線(莫萊石的相態(tài) l(溶液)l + 化合物 l + B(s)
相區(qū)(4)(5)(6)
相態(tài) l + A(s)A(s)+ 化合物 化合物 + B(s)組成是2SiO2?3Al2O3)。
習題22圖(用原書180頁習題題22圖)
解:(1)各相區(qū)的相態(tài)如下:GJEH線以上:l(熔液單相區(qū));GCJ:S(SiO2)+ l;JEID:S(莫萊石)+ l;EHF:S(Al2O3)+ l;CDBF:S(白硅石)+ S(莫萊石);ABMK:S(鱗石英)+ S(莫萊石);IFNM:S(Al2O3)+ S(莫萊石)。
(2)圖中三條水平線均為三相線。EF:l(E)+ S(莫萊石)+ S(Al2O3)CD:l(J)+ S(白硅石)+ S(莫萊石)AB:S(白硅石)+ S(鱗石英)+ S(莫萊石)(3)從x,y,z開始冷卻的步冷曲線如下圖。
習題22解圖
23.298 K時,(NH4)2SO4-Li2SO4-H2O三組分系統(tǒng)相圖如下,坐標為質(zhì)量分數(shù)。
習題23圖(用原書181頁習題23圖)
(1)寫出其復(fù)鹽及水合鹽的分子式。
(2)若將組成相當于x,y,z點所代表的物系在該溫度下分別恒溫蒸發(fā),則最先析出何種晶體[已知相對分子量Mr(Li2SO4)為110]。解:(1)完成23題相圖,如下圖所示:
習題23解圖
該相圖中各區(qū)域表示的相態(tài)為:
Aabcd—溶液l;abB―B(s)+ l(B飽和);BbD—B(s)+ D(s)+ l(組成為b);bcD―D(s)+ l(D飽和);cED―D(s)+ E(s)+ l(組成為c);DEC―(s)+ E(s)+ C(s);cdE―E(s)+ l(E飽和)。
由相圖算得其復(fù)鹽的組成為(NH4)2SO4?Li2SO4,水合鹽的分子式為Li2SO4?H2O。(2)當將組成相當與x,y,z點所代表的系統(tǒng)在298 K時分別恒溫蒸發(fā),物系點分別沿Ax,Ay,Az,方向移動,當Ax與ab 相交時,首先析出固體B[(NH4)2SO4],Ay與bc相交時,首先析出復(fù)鹽D[(NH4)2SO4?Li2SO4],Az與cd相交,首先析出水合物E[Li2SO4?H2O]。24.三組分系統(tǒng)H2O、KI、I2在定溫定壓下的相圖如下圖所示,坐標采用物質(zhì)的量分數(shù),該三組分系統(tǒng)有一化合物生成,其組成為KI?I2?H2O。
習題24圖(用原書181頁習題24圖)
(1)完成該相圖,表明各區(qū)的相。
(2)有一溶液含75% H2O,20% KI,5% I2,在常溫常壓下蒸發(fā),指出其蒸發(fā)過程的相變情況。當蒸發(fā)到50% H2O時,處于什么相態(tài),相對質(zhì)量為多少? 解:答案參看例10。
25.H2O-FeSO4-(NH4)2SO4的三組分系統(tǒng)相圖見下圖。標出各區(qū)相態(tài),x代表系統(tǒng)狀態(tài)點。現(xiàn)從x點出發(fā)取出復(fù)鹽E(FeSO4 ?7H2O),請在相圖上表示采取的步驟,并作簡要說明。
習題25圖(用原書181頁習題25圖)
解:各區(qū)相態(tài)如下:
習題25解圖
ADFGHA—l(溶液);DEF―l + E(FeSO4?7H2O);BEO—E + B(FeSO4)+ O(復(fù)鹽);BOC—O(復(fù)鹽)+ B(FeSO4)+ C[(NH4)2SO4];FEO—l + E(FeSO4?7H2O)+ O(復(fù)鹽);FOG—l + O;GCH—l + C。
在x系統(tǒng)中加入FeSO4后,系統(tǒng)沿xB線移動(見圖),在靠近EO線處,取一點y,向y系統(tǒng)中加入水,系統(tǒng)沿yA移動,進入EDF區(qū),當系統(tǒng)到達z點時就有FeSO4?7H2O固體析出,過濾可得E。
第二篇:流體機械原理課后解答
作業(yè)解答 p41習題一:
一、為了滿足一個規(guī)劃中的企業(yè)用電高峰的需要,擬在有利地形處建一座具有一臺泵及一臺水輪機的抽水蓄能電站,該企業(yè)每天對電能的需要為:14h為P1=8MW;10h為P2=40MW。假定該企業(yè)可以從電網(wǎng)中獲得的電功率Pv是常數(shù),已知:水輪機的總效率??P/PT電水,泵的總效率??P/P?0.86,壓力管道的損失?H?6m,電站的?0.91P水電st靜水頭Hst?200m。為簡單計,假定?H和H
為常數(shù),其它損失忽略不計。假定該裝置中水的總量為常數(shù)(上游無來水,下游不放水,并忽略蒸發(fā)泄漏),試求:①必需的P值。
V②泵與水輪機的工作參數(shù)qV,H,P水。③上游及下游水池的最小容積V。
解:
從電網(wǎng)中獲得的電能不足時,用水輪機發(fā)電補充;從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時,用于泵去抽水蓄能。
P?P?P2V水輪機軸功率=?g(H??H)*q?stV2stV1T
P?P?PV1V11水泵軸功率=?g(H+?H)*q/?P
V=qt=qtV2VV2
40?P194*14*0.91*0.86??1.032
P?8206*10P?V40?8*1.032?23.75MW 1?1.032q?V2(40?23.76)*1000?9.39m3/s,qV19.8*194*0.91?6.71 m3/s 對水輪機:qV2水軸T?40?23.75?16.25MW,?9.39m3/s;H2?194m,P軸P=P/?=17.85MW,對于泵:qV1?6.71m3/s;H1?206m,P=(PV?P)*?P=(23.76-8)*0.86=13.55MW,1水P?15.76MW 軸V=6.71*3600*14?3.38*10m3
二、水輪機效率實驗時在某一導(dǎo)葉開度下測得下列數(shù)據(jù):蝸殼進口處壓力表讀數(shù)
5p?22.16?104Pa,壓力表中心高程Hm?88.7m,壓力表所在鋼管直徑D?3.35m,電站下游水位??84.9m,流量qv?33m/s,發(fā)電機功率Pg?7410kW,發(fā)電機效率?g?0.966,試求水輪機效率及機組效率。
解:
pi?ici2 Ei?Zi???g2gqvpi22.16?1044?33??3.744 Zi?88.7,??22.612,ci?2???3.35?g1000?9.8D2422po?ocopo?oco;而Zo?84.9,=0,=0 Eo?Zo???g2g?g2g3.7442H?Ei?Eo?88.7?84.9?22.612??3.8?22.612?0.715?27.127m
2?9.8水輪機的效率?t?Pg/?g?gqvH?7410/0.9667670.807??87.438%
9.8?33?27.1278772.871機組效率???g??t?0.966?0.874?0.844
三、某泵裝置中,進口管直徑Ds?150mm,其上真空表讀數(shù)V?6.665?10Pa(500mmHg),出口管路直徑Dp?125mm,其上壓力表讀數(shù)p?0.22MPa,壓力表位置比真空表高1m,輸送介質(zhì)為礦物油,其密度??900kg/m3,泵的流量為qv?0.053m3/s,試求泵的揚程。
解:泵的揚程
46.665?1040.22?1061?0.053?420.053?42?H?h?V?M??1???()?()?222g900?9.8900?9.82g???0.125??0.15??1 ?1?7.557?24.943?(4.319)2?(2.999)22g ?1?7.557?24.943?0.493?33.9932c2p?cs??
某泵裝置中,進出口管直徑相同D?150cm,進口真空表讀數(shù)V?450mmHg,出口管路上壓力表讀數(shù)M?1.8kg·f/cm2,壓力表位置比真空表高1m,輸送介質(zhì)為礦物油,其密度??900kg/m3,泵的流量為Q?53 L/s,試求泵的揚程。答案:
2g ?1?6.8?20?0 ?27.8 四、一臺送風機的全壓為1.96kPa,風量為40m3/min,效率為50%,試求其軸功率。H?h?V?M?c2?cs2p13.6?4501.8?9.8?1041?0.053?420.053?42??1???()?()2900900?9.82g???0.152????0.15?40?1.96?1000qvp601.307?103P????2.614?103W ?50%50%
p103習題二
四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機某一圓柱流面D1=2m,n=150r/min,在某一流量下cm=4m/s。試求: a)當葉片轉(zhuǎn)到使?b2=10°時,作出口速度三角形。此時轉(zhuǎn)輪出口水流的動能是多少?其中相對于cu2的部分又是多少?
b)為了獲得法向出口,應(yīng)轉(zhuǎn)動葉片使?b2為多少?此時出口動能又為多少?
c)設(shè)尾水管回能系數(shù)?v=0.85,且假定尾水管只能回收相應(yīng)于cm2的動能,則上面兩種情況下出口動能損失各為多少? a)u2??D1n60???2?15060?15.708m/s cu2?u2?cmctg10??15.708?4?ctg10???6.977m/s 22c2?cu6.9772?42?64.679?8.042m/s 2?cm? 2c264.679??3.300m 2g2?9.82cu6.97722??2.484m 2g2?9.8b)?b2?arctg4?14.287?
15.7082c242??0.816m 2g2?9.822cuc2c)回收的能量:?v??2?85%?3.30?2.484?0.321
2g2g22cuc2損失的能量: ?回收的能量?3.3?0.321?2.979或85%?2?2.111
2g2g4215%??0.122
2g
五、在進行一臺離心泵的能量平衡實驗時,測得下列數(shù)據(jù):軸功率P=15kW;流量qv=0.013m3/s;揚程H=80m;轉(zhuǎn)速n=2900r/min;葉輪密封環(huán)泄漏量?qv=0.0007m3/s;圓盤摩擦功率?Pr=1.9kW;軸承與填料摩擦功率?Pm=0.2kW;另外給定了泵的幾何尺寸:輪直徑D=0.25m;出口寬度b2=6mm;葉片出口角?b2=23°。試求: a)泵的總效率及水力、容積和機械效率。b)葉輪出口速度三角形。(不計葉片厚度,cu1=0)c)滑移系數(shù)?、反作用度?
6.977?cu215.70810°?u24?cm2?c2?w2 a)???gqvHP?9.8?0.013?8010.5056??0.7004
1515?M?P?(?Pr??Pm)15?(1.9?0.2)??0.86
P15?q??h?qv0.013??0.95
qv??qv0.013?0.0007?0.7??0.857
?M?q0.86?0.95qvT0.013?0.0007??2.992 m/s
?D2b2??0.25?0.006?b)cm2??u2??D2n60??0.25?290060?37.961m/s 2.99223°?cm2?30.91237.961?cu2??c2??w2??u2 c)cu2??u2?cm2?ctg?2??37.961?2.992?ctg23??37.961?7.049?30.912
cu2?gH9.8?80??24.099 ?hu20.857?37.961??1??cu230.912?24.099?1??0.82 u237.96122222c2.5?31.562 ??cu2??cm2??30.912?2.992?964
2c2?2g??1?1u2cu2?g31.562?1??0.589
2?37.961?30.912或
??1?cu2?30.912?1??0.593 2u22?37.961
p103習題四 四、一臺泵的吸入口徑為200mm,流量為qv=77.8L/s,樣本給定?Hv?=5.6m,吸入管路損失?Hs=0.5m。試求:
1)在標準狀態(tài)下抽送常溫清水時的Hsz值。
2)如此泵在拉薩(pa=64922.34Pa)使用,從開敞的容器中抽吸80℃溫水,其Hsz值又為多少?
(注:80℃清水的pVa=47367.81Pa,?g=9530.44N/m3)1)列進水池面與泵進口斷面
pepscs2?Hsz?0????Hs ?g?g2gpapspapecs2?Hs??????Hsz???Hs
?g?g?g?g2gpepacs2Hsz??Hs??????Hs
?g?g2gcs?4qv4?77.8/1000??2.476 ?Ds2??0.222.4762Hsz?5.6??0.5?5.6?0.313?0.5?4.787
2g?p?pcs2pv??a?s 2)由汽蝕余量和真空度的定義:?ha?,Hs?????2g?ps?cs2pv? Hs????ha??2g??pacs2p[Hs]???[?h]?v
?2g?pacs2p?[Hs]????[?h]?v
?2g??pa[Hs]??[Hs]??pa??pa???pv??pv?
[Hs]??5.6?64922.3447367.81?10.33??0.249530.449530.44 ?5.6?6.81?10.33?4.97?0.24 ??2.65???Hs?Hsz??cs2pepa?????Hs??2.65?0.313?0.5??3.463m ?g?g2g
五、雙吸離心泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min,最優(yōu)工況的揚程為43m,流量為1.36m3/s,臨界空化余量為?hcr=3.17m,最大流量工況?hcr為10.06m,吸水管路的水力損失為0.91m,當?shù)卮髿鈮毫?0.36m,所輸送的冷水的汽化壓力為Hva=0.31m。試確定:
1)最優(yōu)工況的比轉(zhuǎn)速nq、空化比轉(zhuǎn)速S、臨界空化系數(shù)?cr和允許的吸入高度是多少? 2)最大流量工況的允許吸入高度是多少?(提示:計算nq和S時應(yīng)取總流量的二分之一)
1)nq?nqv/2H3/4??14501.36/21195.7259.9 ??71.207?3/416.7923.6543S?nqv/23/4?hcr14501.36/21195.7??503.3 2.3763.173/4?cr??hcr3.17??0.0737 H43列進水池面與泵進口斷面
pecs2?Hg???hw??2g psps由汽蝕余量的定義
???cs2pvpp??ha????e?Hg?hw?v?2g???pp? Hg?e???h??hw?v?? ?10.36?(3.17?0.3)?0.91?0.31 ?5.672)同前有 ?H??p???h??h?egw??pv? ?10.36?(10.06?0.3)?0.91?0.31 ??1.22
第三篇:C語言課后習題解答
第七章 函數(shù)調(diào)用 7-1 寫兩個函數(shù),分別求兩個整數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù),#include
void main(){ int hcf(int,int);int lcd(int,int,int);
int u,v,h,l;scanf(“%d,%d”,&u,&v);
h=hcf(u,v);printf(“H.C.F=%dn”,h);
l=lcd(u,v,h);printf(“L.C.D=%dn”,l);}
int hcf(int u,int v){ int t,r;if(v>u){
t=u;
u=v;
v=t;} while((r=u%v)!=0){
u=v;
v=r;} return(v);}
int lcd(int u,int v,int h){ return(u*v/h);} 7-2 求方程ax*x+bx+c=0的根,用3個函數(shù)分別求當b*b-4ac大于0,等于0、小于0時的根并輸出結(jié)果。從主函數(shù)輸入abc的值。
#include
void main(){ void greater_than_zero(float,float);void equal_to_zero(float,float);void smaller_than_zero(float,float);float a,b,c;printf(“input a,b,c:”);scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&c);
printf(“equation: %5.2f*x*x+%5.2f*x+%5.2f=0n”,a,b,c);disc=b*b-4*a*c;printf(“root:n”);if(disc>0){
greater_than_zero(a,b);
printf(“x1=%fttx2=%fn”,x1,x2);} else if(disc==0){
equal_to_zero(a,b);
printf(“x1=%fttx2=%fn”,x1,x2);} else {
smaller_than_zero(a,b);
printf(“x1=%f+%fitx2=%f-%fin”,p,q,p,q);} }
void greater_than_zero(float a,float b){ x1=(-b+sqrt(disc))/(2*a);x2=(-b-sqrt(disc))/(2*a);} void equal_to_zero(float a,float b){ x1=x2=(-b)/(2*a);}
void smaller_than_zero(float a,float b){ p=-b/(2*a);q=sqrt(-disc)/(2*a);}
7-3 寫一個判斷素數(shù)的函數(shù),在主函數(shù)輸入一個整數(shù),輸出是否素數(shù)的信息。
#include
void main(){ int prime(int);int n;printf(“ninput an integer:”);scanf(“%d”,&n);
if(prime(n))
printf(“n %d is a prime.n”,n);else
printf(“n %d is not a prime.n”,n);}
int prime(int n){ int flag=1,i;for(i=2;i if(n%i==0) flag=0;return(flag);} 7-4 寫一個函數(shù),使給定的一個3x3的二維整形數(shù)組轉(zhuǎn)置,即行列轉(zhuǎn)換。#include void main(){ void convert(int array[][3]);int i,j;printf(“input array:n”);for(i=0;i for(j=0;j scanf(“%d”,&array[i][j]); printf(“noriginal array :n”);for(i=0;i for(j=0;j printf(“%5d”,array[i][j]); printf(“n”);} printf(“convert array:n”);for(i=0;i for(j=0;j printf(“%5d”,array[i][j]); printf(“n”);} } void convert(int array[][3]){ int i,j,t;for(i=0;i for(j=i+1;j { t=array[i][j]; array[i][j]=array[j][i]; array[j][i]=t; } } 7-5 寫一個函數(shù),是輸入的字符串按反序存放,在主函數(shù)中輸入和輸出字符竄。#include printf(“input string:”);scanf(“%s”,str); inverse(str); printf(“inverse string:%sn”,str);} void inverse(char str[]){ char t;int i,j;for(i=0,j=strlen(str);i<(strlen(str)/2);i++,j--){ t=str[i]; str[i]=str[j-1]; str[j-1]=t;} } 7-6 寫一個函數(shù),將兩個字符竄連接。 #include concatenate(s1,s2,s);printf(“nThe new string is %sn”,s);} void concatenate(char string1[],char string2[],char string[]){ int i,j;for(i=0;string1[i]!='
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