【正文】 如圖 。假設(shè)罐內(nèi)污水混合均勻 ，污水的密度為 1000kg/ m3，不考慮池的散熱，問污水加熱到所需溫度需要多少時間？ 非穩(wěn)態(tài)過程 解：池中污水混合均勻，因此任意時刻從池中排出的污水溫度與池中相同，設(shè)其為 T℃ 。從 298K加熱到 353K，液體的平均比熱容為 (kg 系統(tǒng) 吸收的熱量 來自發(fā)熱元件，加熱時間為 ， 輸入的熱量為 Q＝ 5 Δt＝ 5Δt kW并與造成眼刺激的起始濃度 106（體積分數(shù)）相比較。污染物的降解速率常數(shù)為 1/d。 輸入速率 4 4 1 1 3 3c Q c Q c Q??1 4 4cQ? ?輸出速率 2 1 1 3 3c Q c Q? ??4 1 3Q Q Q??=450(m3/d) ＝ (m3/d) 4Q3Q【 例 】 某 熱電廠所采用的煤的熱值為 24kJ/g，平均含碳量約62%，含硫量平均為 2%。 穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)與非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) 0t???t 對于穩(wěn)態(tài)過程，內(nèi)部無物料積累 12mm?21 ?? ?（二）以某種元素或某種物質(zhì)為衡算對象 質(zhì)量衡算系統(tǒng)圖 ? ? ? 輸入速率－輸出速率＋轉(zhuǎn)化速率 =積累速率 12ddrmt? ? ?? ? ?1．穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)系統(tǒng) 21 ?? ?12ddrmt? ? ?? ? ?【 例題 】 一條河流的上游流量為 10m3/s，氯化物的濃度為 20mg/L，有一條支流匯入，流量為 5m3/s，其氯化物濃度為 40mg/L。s ）； ? 單位時間內(nèi)通過單位面積的某組分的 質(zhì)量 ，成為該組分的質(zhì)量通量，單位為 kmol/（ m2 RTnpV AA ?根據(jù)體積分數(shù)和質(zhì)量濃度的定義 610p p m v1 ??VV A310???VMnVmc AAAA310 ???AAA cMVnpRTnV AA ?AAcpMRT 310p p m v1 ??（ 2）摩爾分數(shù) nnx AA ?組分 A的摩爾分數(shù) 混合物的總摩爾數(shù) 組分 A的摩爾數(shù) 當混合物為氣液兩相體系時，常以 x表示液相中的摩爾分數(shù)， y表示氣相中的摩爾分數(shù) ， ? ?1//m A AA Nm i iixMxxM??? ? ?1AAmA NiiixMxxM??? 組分 A的質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù)的關(guān)系 3．質(zhì)量比與摩爾比 AmAAmXmm? ?組分 A的質(zhì)量比 混合物中惰性物質(zhì)的質(zhì)量 組分 A的質(zhì)量 （當混合物中除組分 A外，其余為情性組分時） AAA nnnX??組分 A的摩爾比 混合物中惰性物質(zhì)的摩爾數(shù) 組分 A的摩爾數(shù) 1mAAmAxXx??質(zhì)量比與質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系 摩爾比與摩爾分數(shù)的關(guān)系 AAA xxX?? 1 AAA pppY??組分 A與惰性組分的關(guān)系 【 例 】 在 1atm、 25℃ 條件下，某室內(nèi)空氣一氧化碳的體積分數(shù)為 106。 1摩爾任何 理想氣體 在相同的壓強和溫度下有著同樣的體積，因此可以用體積分數(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)。表示為物理方程，即 ),( ???? uLdp f ?? （ ） 采用冪指數(shù)形式表達這一關(guān)系，可以寫成 hfecbaf uLKdp ????? （ ） 式中常數(shù) K 和指數(shù) a 、 b 、 c 、 e 、 f 、 h 均為待定值。 其它物理量均可以以 M、 L、 t和 T的組合形式表示其因次 : [速度 ]= [密度 ]= [壓力 ]= [粘度 ]= 基本因次 : 質(zhì)量、長度、時間、溫度的因次，分別以 M、 L、 t和 T表示，簡稱 MLtT因次體系。h 例 1：已知 1atm＝ ，將其換算為 N/ m2。例如，上例中，若距離的單位為 cm，則 k=。 2??? smkg導(dǎo)出單位 力的導(dǎo)出單位 ，按牛頓運動定律寫出力的定義式，即 2個輔助單位 按照國際單位制規(guī)定，取 k=1，則力的導(dǎo)出單位為 國際單位制中規(guī)定了若干具有 專門名稱 的導(dǎo)出單位 量的名稱 單位名稱 單位符號 其他表示式例 頻率 力；重力 壓力，壓強；應(yīng)力 能量；功；熱 功率；輻射通量 電荷量 電位；電壓；電動勢 電容 電阻 電導(dǎo) 磁通量 磁通量密度，磁感應(yīng)強度 電感 攝氏溫度 光通量 光照度 放射性活度 吸收劑量 劑量當量 赫（茲） 牛（頓） 帕（斯卡） 焦（耳） 瓦（特） 庫（侖） 伏（特） 法（拉） 歐（姆） 西（門子） 韋（伯） 特（斯拉） 亨（利） 攝氏度 流（明） 勒（克斯） 貝可（勒爾） 戈（瑞） 希（沃特） Hz N Pa J W C V F Ω S Wb T H ℃ lm lx Bq Gy Sv 1/s kg 【 例題 】 設(shè)備壁面因強制對流和輻射作用向周圍環(huán)境中散失的熱量可用下式表示，即 ua 0 3 ??式中： a —— 對流 輻射聯(lián)合傳熱系數(shù)， kcal/（ m2℃ ）＝ (m2 【 物理量 】 表示該物理量的因次，而不是指具有確定數(shù)值的某一物理量。 【例 1 】 根據(jù)對摩擦阻力的分析及相關(guān)的實驗研究可知，流體在管路中流動時由于摩擦力而產(chǎn)生壓降，影響壓降fp?的因素為管徑 d 、管長 L 、平均速度 u 、流體密度 ρ 、粘度 μ 和管壁絕對粗糙度 ε （代表壁面凸出部分的平均高度）。例如， 106（體積分數(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)。用質(zhì)量濃度表示一氧化碳的濃度。s ）； ? 單位時間內(nèi)通過單位面積的 動量 ，稱為動量通量，單位為 N/m2。視氯化物為不可降解物質(zhì)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，計算匯合點下游河水中的氯化物濃度，假設(shè)在該點流體完全混合。排放標準規(guī)定，發(fā)電廠每輸入 106kJ熱量，二氧化硫的允許排放量為 260g；顆粒物的允許排放量為 13g。假設(shè)污染物質(zhì)在湖泊中完全混合，且湖水不因蒸發(fā)等原因增加或者減少。 室內(nèi)濃度 c V=500m3 輸入速率 輸出速率 降解速率 c01 ?ccc ?2r kcV? ??＝ 50 2 ＝ 140mg/h 1?＝ 1000 c＝ 1000c mg/h 2?12 0kcV??? ? ?1/h