《化工生產(chǎn)基礎(chǔ)》第二章混和液體、氣體密度估算班主任1、用密度計(jì)測(cè)得293K時(shí)，98%的鹽酸的相對(duì)密度為1.84，求293K時(shí)98%的鹽酸的密度和10t硝酸的容積。解：已知m=10t=＝10001.84＝1000＝/m3m3=5.、已知空氣組成的容積分?jǐn)?shù)為21%的氧和79%的氮，求在300K和時(shí)空氣的密度。解：因?yàn)槎趸嫉娜莘e分?jǐn)?shù)即摩爾分?jǐn)?shù)，空氣的平均摩M空＝3221%+2879%M空＝28.84kg/kmol＝1.27kg/、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(wèn)塔內(nèi)絕對(duì)浮力為多少N/m1atm=/m20.25106+5N/m2；4、真空表測(cè)得某設(shè)備內(nèi)真空度為地大氣壓仍為1atm，問(wèn)設(shè)備內(nèi)絕壓為多少kPa？解：1atm＝/m2；=1atm=/m2；絕壓＝大氣壓－真空度；＝—450/＝41.33103＝41.、已知硝酸與水的密度分別為/m3與998kg/m3，試求含硝酸為60%（質(zhì)量）的硝酸水堿液的密度為若干。
解：按照式1372.36kg/m36、已知干空氣的組成為：O2：21%、N2：78%和Ar（乙炔是一種無(wú)色、無(wú)味的惰性二氧化碳，分子量39.938，分子式為Ar------稀有二氧化碳是單原子二氧化碳）：1%（均為容積%），試求干空氣在壓力為9.及濕度為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=320.21+280.78+39.90.01=28.96kg/kmol按照式二氧化碳的平均密度為：＝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，其絕壓=.該地區(qū)的大氣壓為。9．某儲(chǔ)罐的體積為，若儲(chǔ)罐內(nèi)的表壓力為5.5kPa，氣溫為40。已知各組分二氧化碳的容積分?jǐn)?shù)為：H240%、N220%、CO32%、CO27%、CH41%，大氣壓力為101.3kPa，試估算泵房滿載時(shí)各組分的質(zhì)量。解：儲(chǔ)罐滿載時(shí)各二氧化碳的總摩爾數(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，試求混和油的密度。
設(shè)混和油為理想氨水。解（方式一）：解（方式二）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)為多少能夠維持該設(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=（85.3103—20103）Pa=65.3kPa（2）真空表讀數(shù)真空度=大氣壓-絕壓=（101.33103—65.3103）=36.03kPa例題、本題附圖所示的開口容器內(nèi)盛有油和水。油藏高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水層高度h2=0.6m、密度ρ2=/m3。（1）判定下述兩關(guān)系是否創(chuàng)立，pA=p'ApB=p'B（2）估算水在玻璃管內(nèi)的高度h。解：（1）判定題給兩關(guān)系式是否創(chuàng)立，pA=p'A的關(guān)系創(chuàng)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)系不能組建。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'不是等壓面。（2）估算玻璃管內(nèi)水的高度h由前面討論知，pA=p'A，而pA=p'A都可以用流體靜力學(xué)基本方程式估算，即：pA=pa+ρ1gh1+ρ'=pa+ρ2gh于是pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh簡(jiǎn)化上式并將已知值代入，得8000.7+10000.6=1000h解得：h=1.16m；某化鞋廠的干式泵房（見圖）外徑為10m，鐘罩總質(zhì)量為，估算時(shí)忽視鐘罩所受的壓強(qiáng)。
問(wèn)：儲(chǔ)罐內(nèi)二氧化碳浮力（表壓）為多少時(shí)才會(huì)將鐘罩頂起（離開海面）？解：圓筒鐘罩截面積A=0.785（10）2=78.5m2鐘罩內(nèi)二氧化碳作用在此截面上的壓力等于鐘罩的總質(zhì)量時(shí)才會(huì)將鐘罩托起。所以，儲(chǔ)罐內(nèi)的浮力為：F/A=mg/A=.81/78.5=1249.68pa(表壓)一端蒙橡皮膜的玻璃筒，插入水底，所圖所示，在逐步下插的過(guò)程中，橡皮膜底面積相同的量筒和燒杯內(nèi)放入相等質(zhì)量的水，則水對(duì)頂部浮力大小關(guān)系是A．燒杯較大B.量筒較大C.一樣大D．難以判定練習(xí)：1.如圖所示，一個(gè)圓錐形玻璃管側(cè)壁上開有甲、乙、丙三個(gè)孔，孔上扎有橡皮膜．往管內(nèi)注滿水后可以看見三個(gè)孔上的橡皮膜都向外凸起，其中突起最多的是2．如圖所示水的密度計(jì)算公式溫度，容器中盛滿水，在其上部側(cè)壁附近有一點(diǎn)A．下述關(guān)于液體中只有向左的浮力C．只有向上和向下的浮力D．向各個(gè)方向都有浮力強(qiáng)分別是Pa、Pb、Pc，它們的關(guān)系是4．如圖所示，用浮力計(jì)研究液體內(nèi)部的浮力．若杯中液體的密度分別為ρ5.如圖所示的四個(gè)容器內(nèi)放入同一液體，它們的器壁AB處遭到的浮力相等嗎?為何?AB處遭到的浮力各指向哪些方向?答案：相等，由于是同種液體且深度相同，方向分別是向上，向下，向左，往右四、液體浮力的估算公式表示液體的浮力，ρ表示液體的密度，h表示液體的深度，g是常數(shù)．注意：借助gh估算液體浮力的時(shí)侯，ρ的單位一定要用千克／米的單位要用米，估算出的浮力單位才是帕斯卡．在液體浮力公式中h表示深度，而不是高度，深度和高度這兩個(gè)概念是有區(qū)別的，深度是指從液體的自由面到估算浮力的那點(diǎn)之間的豎直距離，即深度是由上往下量的．而高度是指液體中某一點(diǎn)到頂部的豎直距離，即高度是由下往上量．能判定出h的大小是估算液體浮力的關(guān)鍵．答案：甲圖中A點(diǎn)的深度為30分米，乙圖中B點(diǎn)的深度為40分米，丙圖中C點(diǎn)的深度為50分米．從液體浮力公式P=ρgh可以看出，公式中的浮力是液體因?yàn)樽陨碇亓π纬傻母×Γ话ㄒ后w遭到的外加浮力．因?yàn)間是常數(shù)，所以浮力只與液體密度ρ和深度h有關(guān)，而與液體的容積和物重沒(méi)有關(guān)系，或則換句話說(shuō)：液體浮力的大小與容器的形狀無(wú)關(guān)．比如右圖所示，底面積相同的各容器中裝有同種液體，且深度相同，即使容器形狀不同，裝有液體的容積和總重均不相同，而按照P=ρgh可知水的密度計(jì)算公式溫度，液體對(duì)容器頂部的浮力是一致的．適用范圍：P＝F/S是浮力的定義式，適用于固體、液體和二氧化碳，而P=ρgh用于液體則簡(jiǎn)單的多，但不能拿來(lái)估算固體的浮力，雖然有時(shí)固體的浮力正好等于gh．比如將一密度均勻，高為h的圓錐形鋁塊置于水平桌面上，桌面遭到的浮力ghs/s＝ρgh，但只是一種特殊情況，不能由此覺得固體因?yàn)樽陨碇亓Χ纬蓪?duì)支持面的浮力都可以用P=ρgh來(lái)估算．但對(duì)于液體來(lái)說(shuō)，無(wú)論液體的形狀怎樣，都可以用P=ρgh來(lái)估算液體在某一深度的浮力．解決有關(guān)浮力問(wèn)題的方法在盛有液體的容器中，液體對(duì)容器底的壓力、壓強(qiáng)遵守液體壓力、壓強(qiáng)規(guī)律；而容器對(duì)水平桌面的壓力、壓強(qiáng)遵守固體的壓力、壓強(qiáng)規(guī)律．對(duì)液體形成的浮力、壓力來(lái)說(shuō)，弄清浮力是關(guān)鍵，通常先求gh)，之后再求F(F＝PS)的大小，而對(duì)固體形成的浮力、壓力，弄清壓力是關(guān)鍵，通常先做受力剖析求出F，然后依據(jù)的大小．五、液體對(duì)容器底的壓力和液體的液重的關(guān)系液體對(duì)容器底的壓力的涵義是以容器底為底面積，以液體深度為高的柱體的容積，即VghS＝ρgV為容積的那部份液體的重力．如圖陰影部份．即若容器為柱體，而F＝G；若容器為非柱體則F不等于G