环境工程原理习题答案2j.docVIP

思考题与习题 2.1 某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6(体积分数)，求； (1) 在1.013×l05 Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度； (2) 在大气压力为0.83×l05 Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少? 解：理想气体的体积分数与摩尔分数数值相等。 (1) 由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为 ＝22.4L×298K／273K ＝24.45 L 所以O3浓度可以表示为 (2) 由题，在所给条件下，1mol空气的体积为 =22.4L×1.01325×l05 Pa×288K／(0.83×l05 Pa×273）K =28.84 L 所以O3的物质量浓度为 0.08×10-6 mol/28.84 L = 2.77×l09 mol/L 2.2 假设在25℃和1.013×105 Pa的条件下，SO2的平均测旦浓度为400μg/m3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求? 解：由题，在所给条件下，将测量的SO2质量浓度换算成体积分数，即 =0.15×10-6 大于允许浓度，故不符合要求。 试将下列物理置换算为SI单位： 质景：1.5kgf·s2／m＝ kg 密度：13.6g／cm3＝ kg/m3 压力：35 kgf／cm2= Pa 4.7 atm= Pa 670 mmHg= Pa 功率：10马力＝ kW 比热容：2Btu/(lb·oF)＝ J/(kg·K) 3kcal／(kg·℃)＝ J/(kg·K) 流量：2.5L／s＝ m3／h 表而张力：70dyn／cm= N／m 5kgf／m＝ N／m 解： 质景：1.5kgf·s2／m＝ 14.7 kg 密度：13.6g／cm3＝ 13.6×103 kg/m3 压力：35 kgf／cm2= 34.3×105 Pa 4.7 atm= 4.8×105 Pa 670 mmHg= 0.89×105 Pa 功率：10马力＝ 7.5 kW 比热容：2Btu/(lb·oF)＝ 8.4×103 J/(kg·K) 3kcal／(kg·℃)＝ 1.3×10 4 J/(kg·K) 流量：2.5L／s＝ 9.0 m3／h 表而张力：70dyn／cm= 0.07 N／m 5kgf／m＝ 49 N／m 2.4 密度有时可以表示成温度的线性的数，如 式中：——温度为t时的密度，lb / ft3； ——温度为t0时的密度，lb / ft3。 t——温度，oF。 如果此方程在量纲上是一致的，在国际单位制中A的单位必须是什么？ 解：出题易得，A的单位为kg／(m3·K) 2.5 一加热炉用空气(含O2 0.21，N2 0.79)燃烧天然气(不含O2和N2)。分析燃烧所得烟道气、其组成的库尔分数为CO2 0.07，H2O 0.14，O2 0.056 N2 0.734。求每通人100m3、30 oC的氧气能体积为多少立方米的烟通气？烟道气温度为300 oC，炉内为常压。 解：假设燃烧过程为稳态，烟道气中的成分来自天然气和空气。取加热炉为衡算系统。以N2为衡算对象，烟道气中的N2全部来自中气。设产生烟道气体积为V2。根据质量衡算方程，有： 即 =203.54 m3 2.6 某一段河流上游流量为36000 m3/d，河水中污染物的浓度为3.0 mg/L。有一支流流量为10000 m3/d，其中污染物浓度为30 mg/L。假设完全混合。求： (1)下游的污染物浓度； (2) 每天有质量为多少于克的污染物质通过下游某一监测点。 解：根据质量平衡方程，下游污染物浓度为 (2) 每天通过下游监测点的污染物的质量为： 2.7 某一湖泊的容积为10×106 m3，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50 m3/s。一工厂5 m3/s的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物、浓度为100 mg／L：污染物降解反应速率常数为0.25d-1。假设污染物在湖中充分混合。求稳态时湖中污染物的浓度。 解：设稳态时湖中污染物浓度为，则输出的浓度也为 由质量衡算，得 即 5 m3/s×100 mg/L – (5+50) - 10×106 ×0.25×/86400=0 解之得： =5.96 mg/L 2.8 某河流的流量力3.0