《化工原理》下册第二章答案.docx

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《化工原理》下册第二章答案

化工原理第二章吸收

1.从手册中查得101.33KPa、25℃时，若100g水中含氨1g，则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。

已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H（kmol/（m3·kPa））及相平衡常数m。

解：

（1）求

由

.求算.

已知：

.相应的溶液浓度

可用如下方法算出：

以

水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为

.则：

（2）.求

.由

2.101.33kpa、10℃时，氧气在水中的溶解度可用pO2=3.31×106x表示。

式中：

PO2为氧在气相中的分压，kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。

试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。

解：

氧在空气中的摩尔分数为

.故：

因

值甚小，故可以认为

即：

所以：

溶解度

3.某混合气体中含有2%（体积）CO2，其余为空气。

混合气体的温度为30℃，总压强为506.6kPa。

从手册中查得30℃时CO2在水中的亨利系数E=1.88x105KPa，试求溶解度系数H（kmol/（m3·kPa、））及相平衡常数m，并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO2。

解：

（1）.求

由

求算.

（2）.求

（1）当

时.

水溶解的

（2）

（3）

因

很小，故可近似认为

故

克水中溶有

4．在101.33kPa、0℃下的O2与CO混合气体中发生稳定的分子扩散过程。

已知相距0.2cm的两截面上O2的分压分别为13.33kPa和6.67kPa，又知扩散系数为0.185cm2/s，试计算下列两种情况下O2的传递速率，kmol/（m2·s）：

（1）O2与CO两种气体作等分子反向扩散。

（2）CO气体为停滞组分。

解：

（1）等分子反向扩散时

的传递速率：

（2）

通过停滞

的扩散速率

5．一浅盘内存有2mm厚的水层，在20℃的恒定温度下逐渐蒸发并扩散到大气中。

假定扩散始终是通过一层厚度为5mm的静止空气膜层，此空气膜层以外的水蒸气分压为零。

扩散系数为2.60×10-5m2/s，大气压强为101.33KPa。

求蒸干水层所需的时间。