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(dú)立組分?jǐn)?shù)是一個(gè)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(duì)。
(2)錯(cuò)。組份數(shù)等于1。
(3)錯(cuò)。在有電場(chǎng)、重力場(chǎng)、磁場(chǎng)或滲透質(zhì)存在時(shí)，不適用，必須加以修正。(4)錯(cuò)。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?jǐn)?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(dá)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(gè)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(shí)只能有一個(gè)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(dāng)T一定時(shí)，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(shí)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(diǎn)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?yàn)槎叵?，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(dá)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(gè)三相共存點(diǎn)。
(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(diǎn)壓力為5.11?p?）。(5)在一個(gè)密封的鐘罩內(nèi)，一個(gè)燒杯盛有純液體苯，另一燒杯盛有苯和甲苯溶液，長(zhǎng)時(shí)間放置，最后兩個(gè)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(tái)”，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(diǎn)處必定是形成了新的固體化合物。(8)適當(dāng)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(shí)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(shí)際上得不到純凈的苯。
(10)只要兩組分的蒸汽壓不同，利用簡(jiǎn)單蒸餾總能分離得到兩純組分。解答：√ × × √ √ √ × × √ ×
9.在通常情況下，對(duì)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(fù)值，最小為零。當(dāng)f = 0時(shí)Φ = 4。10.三液系的相圖如下，把相圖分為三個(gè)相區(qū)：I，II，III。求每個(gè)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(xí)題解答
1.指出下列系統(tǒng)中的組分?jǐn)?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(dá)滲透平衡時(shí)。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(shí)的系統(tǒng)；
(5)在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，NaOH與H3PO4的水溶液達(dá)平衡系統(tǒng)；
(6)一個(gè)水溶液包含n個(gè)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(diǎn)是353.3 K，乙醇的沸點(diǎn)是351.6 K，兩者的共沸組成為：含乙醇47.5%(摩爾分?jǐn)?shù))，沸點(diǎn)為341.2 K。今有含乙醇77.5%的苯溶液，在達(dá)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(xí)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(jì)在p下用水蒸氣蒸餾四氫萘?xí)r，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(diǎn)為458.15 K，請(qǐng)依據(jù)Trouton規(guī)則求算苯胺在2666 Pa時(shí)的沸點(diǎn)。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(jì)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(gè)方程給出：
lg(pa/Pa)?11.986?1360 KT；lg(p1/Pa)?9.729?874 KT
計(jì)算：(1)CO2的三相點(diǎn)的溫度和壓力；(2)CO2在三相點(diǎn)的熔化熱和熔化熵。
解：(1)在三相點(diǎn)時(shí)，ps = pl，即：11986 – 1360 K/T = 9.729 – 874 K/T，解得三相點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的溫度及壓力；
(2)三相點(diǎn)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(diǎn)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(dāng)壓力達(dá)到此值時(shí)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(diǎn)。
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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)為544.5 K，鎘的熔點(diǎn)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(jì)算低共熔混合物的組成。解：根據(jù)凝固點(diǎn)降低公式
dlnxAdT??fusHmRT2的積分公式，計(jì)算得：x鉍?0.44。
14.苯(A)和二苯基甲醇(B)的熔點(diǎn)分別為6℃和65 ℃。A和B可形成不穩(wěn)定化合物AB2，它在30℃時(shí)分解為B和xB = 0.5的熔液。低共熔點(diǎn)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(biāo)于圖上。
習(xí)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(biāo)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(diǎn)冷卻的步冷曲線（按圖B的方式畫圖）。
習(xí)題15圖（用原書179頁思考題15圖）
解：答案參看例9。
16.30℃時(shí)，以60 g水，40 g酚混合，此時(shí)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(jī)化合物，在高溫時(shí)分解，因此用水蒸氣蒸餾法予以提純?；旌衔锏酿s出溫度為95.0℃，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣壓為99.175 kPa。分析測(cè)得餾出物中水的質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)的蒸氣壓可由Clausius-Clapeyron方程計(jì)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(jī)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(shí)，使水蒸氣通入固態(tài)碘(I2)和水的混合物，蒸餾進(jìn)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(jì)算該溫度時(shí)固態(tài)碘的蒸氣壓。
解：水在371.6 K時(shí)的蒸氣壓可由Clausius-Clapeyron方程計(jì)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(diǎn)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(qǐng)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(duì)FeO－MnO二組分系統(tǒng)，已知FeO，MnO的熔點(diǎn)分別為1643 K和2058 K；在1703 K含有30%和60%MnO（質(zhì)量百分?jǐn)?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(dāng)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(xí)題20圖
(2)各相區(qū)的相態(tài)，已標(biāo)在圖中。
(3)當(dāng)含有28% MnO的FeO－MnO二組分系統(tǒng)，自1873 K緩緩冷至1473 K時(shí)，途徑變化為：熔化物1→進(jìn)入CBD區(qū)：l + 固熔β→到達(dá)CED線上：l + β + 固熔α→進(jìn)入ACE區(qū)：l + 固熔α→進(jìn)入AEF區(qū)：固熔α→進(jìn)入FED區(qū)：α + β。21.已知二組分系統(tǒng)的相圖如下：
習(xí)題21圖
(1)標(biāo)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(gè)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(dá)到M，N，Q，R點(diǎn)時(shí)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(diǎn)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(xí)題22圖（用原書180頁習(xí)題題22圖）
解：(1)各相區(qū)的相態(tài)如下：GJEH線以上：l(熔液?jiǎn)蜗鄥^(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(xí)題22解圖
23.298 K時(shí)，(NH4)2SO4-Li2SO4-H2O三組分系統(tǒng)相圖如下，坐標(biāo)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
習(xí)題23圖（用原書181頁習(xí)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(dāng)于x，y，z點(diǎn)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(duì)分子量Mr(Li2SO4)為110]。解：(1)完成23題相圖，如下圖所示：
習(xí)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L(zhǎng)i2SO4?H2O。(2)當(dāng)將組成相當(dāng)與x，y，z點(diǎn)所代表的系統(tǒng)在298 K時(shí)分別恒溫蒸發(fā)，物系點(diǎn)分別沿Ax，Ay，Az，方向移動(dòng)，當(dāng)Ax與ab 相交時(shí)，首先析出固體B[(NH4)2SO4]，Ay與bc相交時(shí)，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(biāo)采用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，該三組分系統(tǒng)有一化合物生成，其組成為KI?I2?H2O。
習(xí)題24圖（用原書181頁習(xí)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(dāng)蒸發(fā)到50% H2O時(shí)，處于什么相態(tài)，相對(duì)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(biāo)出各區(qū)相態(tài)，x代表系統(tǒng)狀態(tài)點(diǎn)?，F(xiàn)從x點(diǎn)出發(fā)取出復(fù)鹽E(FeSO4 ?7H2O)，請(qǐng)?jiān)谙鄨D上表示采取的步驟，并作簡(jiǎn)要說明。
習(xí)題25圖（用原書181頁習(xí)題25圖）
解：各區(qū)相態(tài)如下：
習(xí)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(dòng)(見圖)，在靠近EO線處，取一點(diǎn)y，向y系統(tǒng)中加入水，系統(tǒng)沿yA移動(dòng)，進(jìn)入EDF區(qū)，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)z點(diǎn)時(shí)就有FeSO4?7H2O固體析出，過濾可得E。
第二篇：流體機(jī)械原理課后解答
作業(yè)解答 p41習(xí)題一：
一、為了滿足一個(gè)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(tái)泵及一臺(tái)水輪機(jī)的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對(duì)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(jī)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(jiǎn)單計(jì)，假定?H和H
為常數(shù)，其它損失忽略不計(jì)。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(jī)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(shí)，用水輪機(jī)發(fā)電補(bǔ)充；從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時(shí)，用于泵去抽水蓄能。
P?P?P2V水輪機(jī)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(duì)水輪機(jī)：qV2水軸T?40?23.75?16.25MW，?9.39m3/s；H2?194m，P軸P=P／?＝17.85MW，對(duì)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(jī)效率實(shí)驗(yàn)時(shí)在某一導(dǎo)葉開度下測(cè)得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進(jìn)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(jī)功率Pg?7410kW，發(fā)電機(jī)效率?g?0.966，試求水輪機(jī)效率及機(jī)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(jī)的效率?t?Pg/?g?gqvH?7410/0.9667670.807??87.438%
9.8?33?27.1278772.871機(jī)組效率???g??t?0.966?0.874?0.844
三、某泵裝置中，進(jìn)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(yáng)程。
解：泵的揚(yáng)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(jìn)出口管直徑相同D?150cm，進(jìn)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(yáng)程。答案：
2g ?1?6.8?20?0 ?27.8 四、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)的全壓為1.96kPa，風(fēng)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(xí)題二
四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)某一圓柱流面D1=2m，n=150r/min，在某一流量下cm=4m/s。試求： a)當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到使?b2=10°時(shí)，作出口速度三角形。此時(shí)轉(zhuǎn)輪出口水流的動(dòng)能是多少？其中相對(duì)于cu2的部分又是多少？
b)為了獲得法向出口，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使?b2為多少？此時(shí)出口動(dòng)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(dòng)能，則上面兩種情況下出口動(dòng)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(jìn)行一臺(tái)離心泵的能量平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：軸功率P=15kW；流量qv=0.013m3/s；揚(yáng)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(jī)械效率。b)葉輪出口速度三角形。（不計(jì)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(xí)題四 四、一臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下抽送常溫清水時(shí)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(jìn)水池面與泵進(jìn)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(yáng)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(dāng)?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(jì)算nq和S時(shí)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(jìn)水池面與泵進(jìn)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(xí)題解答
第七章 函數(shù)調(diào)用 7-1 寫兩個(gè)函數(shù)，分別求兩個(gè)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(gè)函數(shù)分別求當(dāng)b*b-4ac大于0，等于0、小于0時(shí)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(gè)判斷素?cái)?shù)的函數(shù)，在主函數(shù)輸入一個(gè)整數(shù)，輸出是否素?cái)?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(gè)函數(shù)，使給定的一個(gè)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(gè)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(gè)函數(shù)，將兩個(gè)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]!='