環(huán)境工程原理-思考題參考答案

1、1007環(huán)境工程原理復(fù)習(xí)1_Fang1第二章第二章質(zhì)量衡算與能量衡算質(zhì)量衡算與能量衡算第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)常用物理量常用物理量常用物理量常用物理量（1）什么是換算因數(shù)？英尺和米的換算因數(shù)是多少？同一物理量采用不同單位制的單位度量時，其數(shù)值比稱為換算因數(shù)換算因數(shù)。例如1m長的管用英尺度量時為3.2808ft，則英尺與米的換算因數(shù)為3.2808。（2）什么是量綱和無量綱準(zhǔn)數(shù)？單位和量綱的區(qū)別是什么？用來描述物體或系統(tǒng)物理狀態(tài)的可測量性質(zhì)

2、稱為它的量綱量綱（MLtTMLtTMLtTMLtT量綱體系量綱體系）。由各種變量和參數(shù)組合而成的沒有單位的群數(shù)，稱為無量綱準(zhǔn)數(shù)無量綱準(zhǔn)數(shù)（ReReReRe，PrPrPrPr），無量綱準(zhǔn)數(shù)既無量綱，又無單位，其數(shù)值大小與所選單位制無關(guān)。量綱與單位的區(qū)別：量綱是可測量的性質(zhì)；單位是測量的標(biāo)準(zhǔn)，用這些標(biāo)準(zhǔn)和確定的數(shù)值可以定量地描述量綱。（3）質(zhì)量分?jǐn)?shù)和質(zhì)量比的區(qū)別和關(guān)系如何？試舉出質(zhì)量比的應(yīng)用實例。質(zhì)量分?jǐn)?shù)xmA：mgkg，氨的質(zhì)量溶液的質(zhì)量

3、；質(zhì)量比XmA：mgkg，氨的質(zhì)量水的質(zhì)量。質(zhì)量比與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系：mAmAmAxxX?=1在水處理中，污水中的污染物濃度一般較低，1L污水的質(zhì)量可以近似認(rèn)為等于1000g，所以實際應(yīng)用中，常常將質(zhì)量濃度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)加以換算，即1mgL相當(dāng)于1mg1000g＝1106（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）=1ppm；1μgL相當(dāng)于1μg1000g＝1109（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）=1ppb（4）大氣污染控制工程中經(jīng)常用體積分?jǐn)?shù)表示污染物的濃度，試說明該單位的優(yōu)點，并闡述與質(zhì)量

4、濃度的關(guān)系。在大氣污染控制工程中，常用體積分?jǐn)?shù)表示污染物質(zhì)的濃度。例如mLmmLmmLmmLm3333，則此氣態(tài)污染物質(zhì)濃度為101010106666。1摩爾任何理想氣體在相同的壓強(qiáng)和溫度下有著同樣的體積，因此可以用體積分?jǐn)?shù)表示污染物質(zhì)的濃度，在實際應(yīng)用中非常方便；同時，該單位的最大優(yōu)點是與溫度、壓力無關(guān)。例如，106（體積分?jǐn)?shù)）表示每106體積空氣中有1體積的污染物，這等價于每106摩爾空氣中有1摩爾污染物質(zhì)。又因為任何單位摩爾的物質(zhì)

5、有著相同數(shù)量的分子，106（體積分?jǐn)?shù)）也就相當(dāng)于每106個空氣分子中有1個污染物分子。對于氣體，體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量濃度之間的關(guān)系和壓力、溫度以及污染物質(zhì)的分子量有關(guān)。對于理想氣體，可以用理想氣體狀態(tài)方程表示，即：RTnpVAA=?，F(xiàn)推導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)VAV和質(zhì)量濃度Aρ之間的關(guān)系：331010??=?==AAAAAAAMnVVMnVmρρ，pRTnVAA=1007環(huán)境工程原理復(fù)習(xí)1_Fang3物料所具有的各種能量之和，即總能量靜壓能位能動能內(nèi)能E

6、EEEE=系統(tǒng)內(nèi)能量的變化E?＝（輸出系統(tǒng)的物料的總能量）－（輸入系統(tǒng)的物料的總能量）＋（系統(tǒng)內(nèi)物料能量的積累）。任何系統(tǒng)經(jīng)過某一過程時，其內(nèi)部能量的變化等于該系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱量與它對外所作的功之差，即WQE?=?（2）什么是封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)？開放系統(tǒng)：流體攜帶能量進(jìn)出系統(tǒng)（同時有物質(zhì)和能量交換）封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界沒有物質(zhì)交換，只有能量交換（熱量，作功）（3）簡述熱量衡算方程的涵義。單位時間系統(tǒng)物料總能量的變化：qFPEHHE?=

7、?∑∑，物質(zhì)的焓：pVEH=（焓值是溫度與物態(tài)的函數(shù)，因此進(jìn)行衡算時除選取時間基準(zhǔn)外，還需要選取物態(tài)與溫度基準(zhǔn)，通常以273K273K273K273K物質(zhì)的液態(tài)物質(zhì)的液態(tài)為基準(zhǔn)）由此可推出系統(tǒng)能量衡算方程：qEHHqFP=?∑∑單位時間輸出輸出系統(tǒng)的物料的焓值總和，即物料帶出物料帶出的能量總和單位時間輸入輸入系統(tǒng)的物料的焓值總和，即物料帶入物料帶入的能量總和單位時間系統(tǒng)內(nèi)能量的積累積累單位時間環(huán)境輸入系統(tǒng)的熱量，即系統(tǒng)的吸熱量統(tǒng)的吸熱量

8、（4）對于不對外做功的封閉系統(tǒng)，其內(nèi)部能量的變化如何表現(xiàn)？封閉系統(tǒng)－與環(huán)境沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)，00==∑∑FPHH，所以qEq=，系統(tǒng)從外界吸收的熱量等于內(nèi)部能量的積累，內(nèi)部能量無相變情況下表現(xiàn)為溫度的變化：a.恒壓過程中，體系所吸收的熱量全部用于焓的增加，即HmQ??=，TcHp??=?b.恒容、不做非體積功的條件下，體系所吸收的熱量全部用于增加體系的內(nèi)能，即emQ??=，TceV??=?對于固體或液體：Vpcc=，有相變情況下吸收或

9、放出的潛熱mrQ=（5）對于不對外做功的開放系統(tǒng)，系統(tǒng)能量能量變化率可如何表示？開放系統(tǒng)－與環(huán)境既有物質(zhì)交換又有能量交換的系統(tǒng)，對于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)過程，0=qE，所以qHHFP=?∑∑。當(dāng)只有一種物料流經(jīng)系統(tǒng)輸入或輸出熱量時，因物料進(jìn)入系統(tǒng)而輸入輸入的能量為2HqHmP=∑，因物料離開系統(tǒng)所輸出輸出的能量為1HqHmF=∑，則系統(tǒng)的能量變化率為()12HHqHHmFP?=?∑∑a.當(dāng)物料無相變物料無相變時，若定壓比熱容不隨溫度變化，或取物料平