冶金原理韩明荣版课后习题答案.docx

1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。

2．△H、△S和△G之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？

3．化合物生成反应的ΔG°-T关系有何用途？试根据PbO、NiO、SiO2、CO的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。

4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种因素对平衡的影响？

5．试谈谈你对活度标准态的认识。活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？

6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？

7．试根据Kelvin公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。

8．已知AlF3和NaF的标准生成焓变为ΔH°298K,AlF3(S)=-1489.50kJ·mol-1, ΔH°298K,NaF(S)=-573.60kJ·mol-1，又知反应

AlF3(S)+3NaF(S)=Na3AlF6(S)的标准焓变为ΔH°298K=-95.06kJ·mol-1，求Na3AlF6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ·mol-1)

9．已知炼钢温度下：

（1）Ti(S)+O2=TiO2(S)ΔH1=-943.5kJ·mol-1

（2）[Ti]+O2=TiO2(S)ΔH2=-922.1kJ·mol-1

（3）Ti(S)=Ti(l) ΔH3=-18.8kJ·mol-1

求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。(-40.2 kJ·mol-1)

10．ZrN是很好的高温材料，通氮气于灼热的ZrI2可得到ZrN，反应式为：

ZrI2(S)+1/2N2(g)=ZrN(S)+I2(g)

已知：C P,I2=37.40+0.569×10-3T, J·K-1·g-1

C P,N2=27.87+4.27×10-3T, J·K-1·g-1

C P,ZrI2=91.97+7.774×10-3T, J·K-1·g-1

C P,ZrN=58.58+7.029×10-3T, J·K-1·g-1

试用基尔霍夫公式计算该反应的ΔH°-T关系式。

11．25℃，以空气助燃，查找相关数据，求CO燃烧后火焰的理论温度（物质的C P=f（T）可取二项式）（2626K）

12．1kg的铁水在101325Pa和熔点1536℃下凝结成固态铁，试求此过程的W、Q、ΔH、ΔG、ΔS。已知铁水的凝固热为274 J·g-1。（0kJ，-274 kJ，-274kJ·kg-1, -151.46kJ·kg-1）

13．Si、Ti、V、Cr等金属被合金化到不锈钢中，试问下不锈钢中有哪些碳化物存在？为什么（设过程处于标准状态下）？已知：

3Cr+2C=Cr3C2ΔG1°= -87030-16.74T, J·mol-1

Si+C=SiC ΔG2°= -54430+6.95T, J·mol-1

V+C=VC ΔG3° = -83680+6.69T, J·mol-1

Ti+C=TiC ΔG4°= -188280+11.72T, J·mol-1

14．求反应[Si]+2[O]+2CaO（S）=Ca2SiO4（S）的ΔG°-T关系。

15．试查找相关热力学数据，判断CuO 、Cu2O、FeO和CuS的相对稳定性。

第二章相图基础

1．基本概念：相，组元，独立组元，自由度，物系点，液相线，液相面，固相线，共晶线，共晶点，包晶点，开始凝固和凝固终了温度，固熔点，同分熔熔点化合物，异分熔融化合物，等温线，等温截面。

2．试述等含量规则、等比例规则和背向规则。

3．在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。

X ： A 10% ， B 70% ， C 20% ；

Y ： A 10% ， B 20% ， C 70% ；

Z ： A 70% ， B 20% ， C 10% ；

若将 3kg X 熔体与 2kg Y 熔体和 5kg Z 熔体混合，试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。

4．利用CaO—SiO2系相图(图3-7)，叙述SiO2为10%，30%的体系，在冷却过程中相成分的变化。

5．说明图中1、2、3点的冷却过程。

6．冶炼温度为1550℃，要求炉渣的熔点要低于1400℃，如果选择的炉渣体系为CaO-SiO2-Al2O3，试画出可选的炉渣成分范围。

7．炉渣碱度为％CaO／％SiO2=2，在 1600℃下，当渣中含58%FeO时，炉渣是否全部处于液态？如果炉渣碱度不变，因脱碳反应使渣中FeO含量降至20％时，在此温度下炉渣是否有固相析出？固相组成和含量是多少?

8．下图为Zn-Pb相图，试回答：

（1）如何处理含Pb2%的粗锌，以除去其中的杂质铅？理论上温度最低可降低到多少度？除Pb最低可达到什么限度？

（2）将熔体缓慢冷却，使其中杂质析出的方法叫熔析精炼，含2%Pb的粗锌1000kg在430℃经熔析精炼后，能得到多少锌？其中含有多少Pb？析出的粗Pb中还有多少Zn？

（989.6kg，9.896kg，0.312kg）

9．分析Bi-Sb相图：

（1）20%Sb的合金在何温度开始融化？在合温度完全熔化？

（2）60%Sb的合金在300g冷却到何温度开始凝固？刚刚凝固出的固相温度是多少？

冷至500℃时，共存的相的量各是多少？各相中的Bi和Sb各是多少？

第三章冶金过程动力学基础

1. 冶金过程的动力学一般有哪些基本环节，不同环节的影响因素又有哪些？

2. 试述化学反应等温式，并说明为何在冶金中广泛使用表观化学反应级数、表观反应速度常数和表观化学反应活化能的概念。

3. 试述确定反应限制性环节对动力学研究的意义。

4. “冶金反应动力学问题主要是传质问题”，这个说法对吗？你怎样理解？

5. 铁精矿球团在 1123 K 用 CO 还原。通过减重法测得还原深度R与还原时间t 的关系如下表：

t /min 10 20 30 40 50 60 70

R /% 12 23 32 40 46 52 59

试判断还原反应的速率限制步骤。

6. 在某一温度下，实验一水溶液中沉淀过程的沉淀率r与沉淀时间t的关系如下：

t /min 10 20 30 40 50 60 70

r /% 0.4 6.5 27.0 63.2 92.3 99.0 100

试求此沉淀过程的动力学方程，并初步判断其成核机理。

7.使用 7.11 mol/L 的硫酸浸出钛铁矿。铁的浸出率R 与浸出时间t 的关系如下表所示。试判断浸出反应的速率限制步骤，并计算浸出反应的活化能。

8.试绘出完整的气 / 固反应模型示意图（固相有一个产物层和一个未反应核），说明反应包括哪几个环节，写出各环节分别为速

率限制步骤时的速率方程。

9.液相A、B之间发生反应，在 A 相强烈搅拌的条件下， A 的传质速度足够快而不成为速率限制步骤。试利用双膜理论模型推导反应的动力学方程。（提示：反应受界面化学反应及 B 相的扩散步骤控制，可设各相中的物质浓度，用符号表示）

10.某片状矿物呈现强烈的各向异性，在浸出时浸出反应只在如图的环面上进行，而上下两平面呈惰性。假定浸出反应受化学反应步骤控制，试导出浸出反应的动力学方程。

液/固反应的动力学环节有哪些？如何改善反应的动力学条件？

第四章冶金熔体

1. 什么是冶金熔体？它分为几种类型？

2. 何为熔渣？简述熔渣成分的主要来源及冶炼渣和精炼渣的主要作用。

3. 试说明熔盐在冶金中的主要应用。

4. 熔锍的主要成分是什么？

5. 如何判断离子熔体中阳离子与阴离子间作用力的大小？

6. 为什么对于同一种金属，其低价氧化物呈碱性而高价氧化物呈酸性？

7. 金属的熔化熵和熔化热远小于其蒸发熵和蒸发热，这说明液态金属在什么方面更接近于固态金属？为什么？

8. 试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。

9. 简述熔渣结构的聚合物理论。其核心内容是什么？

10. 熔盐熔化时体积增大，但离子间的距离反而减小，为什么？

11. 试利用熔渣的等粘度曲线图估计组成为38.00%CaO、38.39% SiO2、16.00% A12O3、2.83%MgO的高炉渣在1400 ° C时的粘度，如果将温度提高到1500 ° C，熔渣的粘度降低到多大?

12. 试利用加和性规则计算组成为35%CaO、50%SiO2、15%A12O3的高炉渣的表面张力。

13. 利用 CaO - SiO2 - FeO 系熔渣的等密度曲线图说明CaO 含量一定时FeO 含量对熔渣密度的影响。

14. 实验测得组成为 42.5%CaO，42.5%SiO2，9.5%MgO，5.5% A12O3的熔渣在不同温度下的粘度如下：

t / ° C 1500 1450 1400 1350 1300 粘度 /0.1Pa · s 7.5 9.1 10.9 13.4 16.3

试求出粘度与温度的指数方程及粘流活化能。

15.高炉低钛渣的成分为：2%TiO2，46.11%CaO，35.73%SiO2，3.99%MgO， 9.99% A12O3。用毛细管法测得渣中硫的扩散系数如下表，试求扩散系数与温度的关系式。

t / ° C 1350 1400 1450 1500 1550 D/10-9 m 2 · s-1 1.69 2.42 3.40 4.69 6.35

16. 试用离子理论观点说明熔渣的温度及碱度对熔渣的粘度、表面张力、氧化能力及组元活度的影响。

17. 什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？

18. 某工厂炉渣的组成为：44.5% SiO2，13.8%CaO，36.8%FeO，4.9%MgO。试计算该炉渣的碱度和酸度。

19. 设熔渣组成为35.0%CaO、20.0%SiO2、20.0%FeO、4%Fe2O3、5%MgO、 8%MnO、8%P2O5。试利用等活度曲线图求1600 ° C 时渣中FeO的活度及活度系数。

20. 利用等活度曲线图求 FeO 含量 15%(mol) 及碱度为 2.5 的熔渣中 FeO 的活度。

21. 什么是熔渣的碱度和酸度？

22．熔渣的氧化性是怎样表示的？

23. 熔渣的氧化性主要取决于渣中碱性氧化物的含量，这种说法对吗？为什么？

第五章还原反应

1.求碳的气化反应在900℃，总压为3个大气压时气相中CO的平衡浓度。

已知： C+CO2=2CO，ΔG0=170707－174.47T，J

2.试推导碳在空气中不完全燃烧达平衡时，气相中CO、CO2及N2所占比例。

3.试述高温条件下，有固体C存在时的还原反应和低温条件下有何异同？为什么？

4.％CO/％CO2标尺和％H2/％H2O标尺有何作用?

5.试分析熔体中（FeO）被C和CO还原的各种情况。

6.根据氧化物标准生成自由能图及相关标尺，估算Cu2O、Fe2O3、NiO、MnO、SiO2和TiO2在1273K用CO+CO2混合气体还原时，还原气中％CO和％CO2各为多大？

7.铁锰矿石中含Fe3O4和MnO，现用CO+CO2混合气体在1173K时还原，要求Fe3O4还原为Fe，而MnO不还原，问还原气体中CO含量应如何控制？

8. 试说明铁氧化物用C还原平衡图的绘制方法。指出不同温度区氧化物的稳定存在状态。

9. 利用氧势图计算1200℃，CO和H2分别还原Fe2O3、Fe3O4及FeO的气相平衡成分。

10.试求真空度为13.3Pa，固体碳还原MgO的开始温度。

11. 为使金属锰在p’=100kPa及900℃无氧化加热，试问CO-CO2混合气体中p CO/p CO2比应是多少？用计算法和氧势图法。

12. 试计算在100kPa及700℃时，用水蒸气和固体碳反应制取混合煤气的成分。

第六章氧化反应

1. 名词解释：直接氧化和间接氧化反应，熔池中过剩氧，碳氧浓度积，硫、磷分配比。

2. 分析氧气转炉炼钢过程中脱碳的规律。

3. 试述脱磷和脱硫的热力学条件。

4. 试分析真空处理使钢液中碳脱氧能力增强的热力学原理。

5. 在1650℃单独用铝脱氧，试求钢液中氧气量从0.004％下降到0.0008％，需要加入多少铝？

6. 在氮和氢混合气氛下熔化纯铁时，其总压为101325Pa，氢气和氮气分压相等，求1600℃铁水中平衡的[％H]和[％N]各为多少？

7. 含钒铁水成分为：4.0％C，0.4％V，0.08％Si，0.6％P，现欲吹氧使[V]氧化成（V2O3）生产钒渣而尽量保住[C]，试求吹炼时的温度？

8. 冶炼[％Cr]=18，[％Ni]=9的不锈钢，要求最终脱碳[％C]=0.02，而钢液温度又不要求高于1650℃，当钢液在真空条件下吹氧精炼时，其真空度应达多少？

9. 在电弧炉内用返回吹氧法冶炼不锈钢时，熔池中[％Ni]=9，若吹炼到终点[％C]=0.05时，且要求[％Cr]=10，求吹炼到终点时钢液温度为多少？假定炉内P CO=101325Pa，аCr2O3=1。

10. 试分析吹炼铜锍必须分为两个周期的热力学原理（即第一周期吹炼除铁，第二周期吹炼成铜）。

11. 试比较铜锍吹炼与镍锍吹炼条件的异同。

第七章硫化矿的火法精炼

1. 硫化物冶金中有哪些基本反应？试写出反应式。

2. 根据Me－S－O系平衡图，升高温度或改变气体成分时，硫酸盐的稳定区如何变化？

3. 将含94%MoS2的钼精矿在900K的温度下焙烧。试作出Mo－S－O系的凝聚相稳定存在区平衡图，并说明在此条件下最稳定的凝聚相是什么？已知反应

（提示：Mo的氧化物有MoO2，MoO3，而硫化物为MoS2）

4. 硫化镍于总压105 Pa，温度1000 K时，气相组成范围为3%~10%O2, 3%~10%SO2进行焙烧，问焙烧所得产物是什么？

5. 试比较锍和冶金炉渣在特性上有何异同。锍吹炼的基本反应是什么？

第八章卤化冶金

1. 什么是氯化冶金？有何特点？

2. 利用氯化物标准生成自由能和温度的关系图，可获取哪些氯化冶金所需数据？

3. 加碳氯化反应与一般氯化反应相比有何特点？

4. 能否用C，H2作还原剂还原其他金属氯化物？为什么？

5. 某铁厂原料中除Fe2O3外，还含有Cu, Ag, Co等金属的氯化物，现想用CaCl2作氯化剂氯化焙烧分离，问工艺是否可行？

6. 在1 000K用氯气氯化分离FeO和CoO混合物中的Fe、Co,问pCl2/pO21/2应如何控制？已知1000K时

第九章粗金属的火法精炼

1. 说明熔析精炼和区域（带熔）精炼有何不同。

2. 简要说明氧化精炼和硫化精炼的基本原理。

3. 蒸馏精炼的原理是什么？

4. 镍的氧化式为：2Ni(l)+O2=2NiO(S)，△G0=-505301.7+189.2T（J.mol-1）。若在1200℃氧化精炼铜时，熔体[％Ni]=19（质量），问镍可除到什么程度（以百分浓度表示）？若在1250℃，熔体中[％Ni]=19（质量）时，镍脱除程度又如何？以上计算能否说明除镍反应是吸热反应，从而提高操作温度使镍脱除更彻底。

5. 含有Fe、Ni、Ag、S等杂质的粗铜氧化精炼时，若采用鼓入空气于铜液中把杂质氧化去除，试作△G0-T图判断哪些杂质能氧化，哪些杂质不能氧化，杂质氧化的顺序如何？已知反应

6. 设在350℃进行铅的加硫除铜精炼，问铅中铜最低可能降为多少？已知反应

7. 根据测定，当重油含硫为0.5％，2％及4％完全燃烧时，产物SO2中的分压力P SO2分别为26.7Pa，108Pa，120Pa，试计算当铜水温度为1100℃，[O]含量为0.01％和0.005％时，[％S]是多少？已知反应式为。

8. 试分析计算1200℃时粗铜氧化精炼除铁的极限浓度。

9. 试分析计算500℃时粗铅氧化精炼除锡的极限浓度。

1. 名词解释：电极电位，超电位，理论分解电压，实际分解电压，极化和去极化，电流效

率。

2. 在电位序中电性最负的一些金属，如铝、镁，为什么不能用电解法从其盐类的水溶液中

析出,却能用熔盐电解法制取?

3. 以铝熔盐电解为例，说明何谓临界电流密度?并分析其主要影响因素有哪些?

4. 熔盐电解的电流效率一般比较低，其原因何在?影响因素主要有哪些?

5. 在铝的电解中，总反应为2Al2O3+3C=4Al+3CO2,已知槽电压为5V，电流效率为90%，求生

产1 t铝所需的Al2O3，C和电耗。

材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)

第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？ 答：流体是指没有固定的形状、易於流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 2、在图所示的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意：管B 端并未接触水面或探入水中) 解：选取过水断面1-1、2-2及水准基准面O-O ，列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 再选取水准基准面O ’-O ’， 列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 ?15cm ，d 2=10cm ，水银差压计液面高差?h ??20cm 。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。 解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2，则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程： ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[)(22 1 22 12A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示，所以 074.0))15 .01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22 2 2 3332 212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3/s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。 如图6-3—17(a)所示，为一连接水泵出口的压力水管，直径d=500mm ，弯管与水准的夹角45°，水流流过弯管时有一水准推力，为了防止弯管发生位移，筑一混凝土镇墩使管道固定。若通过管道的流量s ，断面1-1和2-2中心点的压力p1相对=108000N/㎡，p2相对=105000N/㎡。试求作用在镇墩上的力。 [解] 如图6—3—17(b)所示，取弯管前後断面1—1和2-2流体为分离体，现分析分离体上外力和动量变化。 图 虹吸管

中南大学冶金原理题库

中南大学冶金原理题库 第一篇冶金熔体 第一章概述 1(什么是冶金熔体,它分为几种类型, 2(何为熔渣,简述冶炼渣和精炼渣的主要作用。 3(什么是富集渣,它与冶炼渣的根本区别在哪里, 4(试说明熔盐在冶金中的主要应用。 5(熔锍的主要成分是什么, 6(为什么熔盐电解是铝、镁、钠、锂等金属的惟一的或占主导地位的生产方法, 第二章冶金熔体的相平衡 1(在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。 X:A 10%，B 70%，C 20%; Y:A 10%，B 20%，C 70%; Z:A 70%，B 20%，C 10%; 若将3kg X熔体与2kg Y熔体和5kg Z熔体混合，试依据杠杆规则用作图法和 计算法求出混 合后熔体的组成点。 2(试找出图2-44所示的三元系相图中的错误，说明原因并更正。 3(图2-45是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图 (1)写出各界线上的平衡反应; (2)写出P、E两个无变点的平衡反应; (3)分析熔体1、2、3、4、5、6的冷却结晶路线。

4(某三元系相图如图2-46中所示，AmBn为二元不一致熔融化合物。试分析熔体1、2、3 的冷却结晶过程。 5(图2-47为生成一个三元化合物的三元相图， (1)判断三元化合物N的性质; (2)标出边界线的温度降低方向; (3)指出无变点K、L、M的性质，写出它们的平衡反应; (4)分析熔体1、2的冷却过程。 6(试分析图2-23熔体3、4、5、6的冷却过程。 7(试根据CaO-SiO2-A12O3系相图说明组成为(wB / %)CaO 40.53，SiO2 32.94，A12O3 17.23，MgO 2.55的熔渣冷却过程中液相及固相成分的变化。 8(试根据图2-30绘制CaO- A12O3- SiO2三元系1500?C时的等温截面图。 9(给出CaO-SiO2-FeO系相图中1500?C的等温截面图，标出各相区内的相平衡关系。组 成为(wB / %)CaO 45、SiO2 25、FeO 20的熔渣在此温度下析出什么晶相,怎样才能使此熔渣中的固相减少或消除? 10(假定炉渣碱度为= 2。在1600?C下，当渣中含FeO 58%(wB)时，炉渣是否全部处于液态,如果炉渣碱度不变，因脱碳反应渣中FeO含量降至20%(wB)，在此温度下熔渣中是否有固相析出,若有固相析出，试确定其组成。 11(根据CaO-SiO2-FeO系相图，指出下列组成(wB / %)的熔体冷却时，首先析出什么物质,冷却结晶结束后的固相物质是什么, (1)CaO 15、FeO 25、SiO2 60; (5)CaO 10、FeO 55、SiO2 35; (2)CaO 60、FeO 10、SiO2 20; (6)CaO 20、FeO 45、SiO2 35; (3)CaO 5、FeO 80、SiO2 15; (7)CaO 30、FeO 65、SiO2 5;

钢铁冶金原理试题1答案

科技大学2008 /2009学年第1学期 《钢铁冶金原理》考试试题A 课程号：61102304 考试方式：闭卷 使用专业、年级：冶金2006 任课教师： 考试时间：2009 备 注： 一、 简答题（共5题，每题4分，共20分） 1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。 2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物？如何表示炉渣的 碱度？ 3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？ 4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自山能？写出形成质量理标 准溶 液的标准溶解吉布斯自山能汁算式。 5. 何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？ 二、 填空题（共20空，每空1分，共20分） 1. 在恒温、恒压下，溶液的热力学性质 对某一组元摩尔 量的 偏微分值称为溶液中该组元的偏摩尔量。 2. 在任意温度下，各 组元在 全部 浓度围均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。 3. 按照熔渣离子 结构理论,熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组 成。 4. 熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液（或钢液） 提供 氧 的能力，用熔渣中 FeO 的活度表示。 5. 在一定温度下，把熔渣具有 ________ 粘度的组成点 连成线，称为熔渣的等粘度曲线。 6. 若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ， 垃載対酣 nnnnnnnnnnnn 豊躱 ..... ........... ...........................................

且反应级数与反应物的计量系数相等,这样

的反应称为基元反应。 7. 气体分子在 分子（或得华）引力 的作用下被吸附到固体或 液体的表面上称为物理吸附；在 化学键力 的作用下被 吸附到固体或液体的表面上，称为化学吸附。 三、 分析题（共2题，每题12分，共24分） 1. 请写出图1中各条曲线所代表的反应，各区域稳定存在的氧化物, 利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。 2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应：4[C] + （Cr 3O 4） = 3[Cr] + 4CO, 试用热力学原理分 析有利于实现去碳保珞的热力学条件。 1UU 80 60 40 20 400 600t t 800 1000 1 200 675 737 温度八C

冶金传输原理-吴铿编(动量传输部分)习题参考答案

1.d 2.c 3.a （题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 7.c 8.a 9.c （不能承受拉力） 10.a 11.d 12.b(d 为表现形式) 13. 解：由体积压缩系数的定义，可得： ()()69 669951000101d 15101/Pa d 1000102110 p V V p β----?=-=-?=??-? 14. 解：由牛顿内摩擦定律可知， d d x v F A y μ= 式中 A dl π= 由此得 d 8.57d x v v F A dl N y μμπδ ==≈

1.a 2.c 3.b 4.c 5. 解： 112a a p p gh gh gh p ρρρ=++=+汞油水 12 2 2 0.4F gh gh d h m g ρρπρ++?? ??? ==油水 （测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m ） 6．解：（测压管中上方都为标准大气压） （1） ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 ρ=833kg/m 3 （2） ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 h 3=1.8m. 220.1256m 2 D S π== 31=Sh 0.12560.50.0628V m =?=水 ()331=S 0.1256 1.30.16328V h h m -=?=油 7．解：设水的液面下降速度为为v ，dz v dt =- 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：2 4 d v πρ 则有等式：2 24 d v v πρ =，代入各式得： 20.50.2744 dz d z dt πρ-=整理得： 12 0.5 2 0.2740.2744 t d z dz dt t πρ --==??

冶金传输原理期末试卷2

上海应用技术学院—学年第学期 《冶金传输原理》考试（2）试卷 课程代码:学分: 考试时间:分钟 课程序号: 班级：学号：姓名: 我已阅读了有关的考试规定和纪律要求，愿意在考试中遵守《考场规则》，如有违反将愿接受相应的处理。 试卷共4 页，请先查看试卷有无缺页，然后答题。 一.选择题（每题1分，共15分） 1. 动量、热量和质量传输过程中，他们的传输系数的量纲为： （1）Pa.s (2)N.s/m2 (3) 泊 (4)m2/s 2．流体单位重量的静压能、位能和动能的表示形式为： （1）P/ρ, gz, u2/2 (2)P, ρgz, ρu2/2 (3) P/r, z, u2/2g (4)PV, mgz, mu2/2 3．非圆形管道的当量直径定义式为： （1）D 当=4S/A (2) D 当 =D (3) D 当=4A/S (4) D 当 =A/4S （A：管道的截面积；S：管道的断面周长） 4．不可压缩流体绕球体流动时（Re<1），其阻力系数为： (1) 64/Re (2) 24/Re (3) 33/Re (4) 28/Re 5．判断流体流动状态的准数是： （1）Eu （2）Fr （3）Re （4）Gr 6．激波前后气体状态变化是： （1）等熵过程（2）绝热过程 （3）可逆过程（4）机械能守恒过程

7．Bi→0时，其物理意义为： （1）物体的内部热阻远大于外部热阻。 （2）物体的外部热阻远小于内部热阻。 （3）物体内部几乎不存在温度梯度。 （4）δ/λ>>1/h。 8．根据四次方定律，一个物体其温度从100℃升到200℃，其辐射能力增加 (1) 16倍 (2) 2.6 倍 (3)8 倍 (4)前三个答案都不对 9．表面温度为常数时半无限大平板的加热属于： （1）导热的第一类边界条件 （2）导热的第二类边界条件 （3）导热的第三类边界条件 （4）是属于稳态导热 10．强制对流传热准数方程正确的是： （1）Nu=f(Gr) （2）Nu=f(Re) (3) Nu=f(Re,Pr) (4) Eu=f(Gr,Re) 11．下面哪个有关角度系数性质的描述是正确： （1）ψ1,2=ψ2,1 (2) ψ1+2,3=ψ1,3 +ψ2,3 (3) ψ1,1=0 (4) ψ1,2 F1=ψ2,1 F2 12．绝对黑体是指： （1）它的黑度等于1。 （2）它的反射率等于零。 （3）它的透过率等于1。 （4）它的颜色是绝对黑色。 13.如组分A通过停滞组分B扩散，则有： （1）N A =0 （2）N B +N A =0 (3)N B =0 (4)N A =N B

钢铁冶金原理试题及答案

且反应 级数 与反应物的 计量系数 相等，这样的反应称为基元反应。 7.气体分子在 分子（或范得华）引力 的作用下被吸附到固体或液体的表面上称为物理吸附；在 化学键力 的作用下被吸附到固体或液体的表面上，称为化学吸附。 三、分析题（共2题，每题12分，共24分） 1．请写出图1中各条曲线所代表的反应，各区域稳定存在的氧化物，利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。 2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应： 344[C](Cr O )3[Cr]4CO +=+，试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件。 图1 四、计算题（共3题，每题12分，共36分）

1. 测得温度1873K 还原渣及GCrl5钢的表面张力分别为及1-?m N ，两者的接触角 38=α。试求钢--渣的界面张力，并确定此种还原渣能否在钢液中乳化? 解： 305 .138cos 45.063.1245.063.1cos 202222 =???-+=-+=s m s m ms σσσσσ 铺展系数：125.0305.145.063.1-=--=--=ms s m S σσσ 铺展系数小于0，说明此熔渣不易在钢渣中乳化。 2.在用CO 还原铁矿石的反应中，l173K 的速率常数 12110987.2--?=s k ，1273K 的速率常数12210623.5--?=s k 试求：(1) 反应的活化能；(2)1673K 的速率常数k 值；(3)1673K 的可逆反应的速率常数：)1 1(0K k ++。 反应为 ()2CO FeO CO s FeO +=+； T G m r 26.24228000 +-=? 1-?mol J 解：（1）由?? ? ??-=RT E k k a exp 0 可得： ?? ? ???-=?-1173314.8exp 10978.202a E k ?? ? ???-=?-1273314.8exp 10623.502a E k 先对上两式取对数，而后在相减，可得： ?? ? ??-- =??--1273111731 147.1910623.510978.2lg 2 2 a E

冶金传输原理(吴树森版)复习题库

一、名词解释 1 流体：能够流动的物体。不能保持一定的形状，而且有流动性。 2 脉动现象：在足够时间内，速度始终围绕一平均值变化，称为脉动现象。 3 水力粗糙管：管壁加剧湍流，增加了流体流动阻力，这类管称为水力粗糙管。 4 牛顿流：符合牛顿粘性定律的流体。 5 湍流：流体流动时，各质点在不同方向上做复杂无规则运动，相互干扰的运动。这种流动称为湍流。 6 流线：在同一瞬时，流场中连续不同位置质点的流动方向线。 7 流管：在流场内取任意封闭曲线，通过该曲线上每一点，作流线，组成的管状封闭曲面，称流管。 8 边界层：流体通过固体表面流动时，在紧靠固体表面形成速度梯度较大的流体薄层称边界层。 9伪塑性流：其特征为（），当n v 1时，为伪塑型流。 10 非牛顿流体:不符合牛顿粘性定律的流体，称之为非牛顿流体，主要包括三类流体。 11宾海姆塑流型流体：要使这类流体流动需要有一定的切应力I时流体处于固结状态，只有当切应力大于I时才开始流动。 12 稳定流：运动参数只随位置改变而与时间无关，这种流动就成为稳定流。 13非稳定流：流场的运动参数不仅随位置改变，又随时间不同而变化，这种流动就称为非稳定流。 1 4迹线：迹线就是流体质点运动的轨迹线，特点是：对于每一个质点都有一个运动轨迹，所以迹线是一族曲线，而且迹线只随质点不同而异，与时间无关。 16 水头损失：单位质量（或体积）流体的能量损失。 17 沿程阻力：它是沿流动路程上由于各流体层之间的内摩擦而产生的流动阻力，也叫摩擦阻力。 18 局部阻力：流体在流动中因遇到局部障碍而产生的阻力。 19脉动速度：脉动的真实速度与时均速度的差值成为脉动速度。 20 时均化原则：在某一足够长时间段内以平均值的速度流经一微小有效断面积的流体体积，应该等于在同一时间段内以真实的有脉动的速度流经同一微小有效断面积的流体体积。 21 热传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进行的热量传递称为热传导。 22 对流：指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互惨混所引起的热量传递方式。 23 热辐射：物体因各种原因发出辐射能，其中因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。 24 等温面：物体中同一瞬间相同温度各点连成的面称为等温面。 25 温度梯度：温度场中任意一点沿等温面法线方向的温度增加率称为该点的温度梯度。 26 热扩散率：（），热扩散率与热导率成正比，与物体的密度和比热容c 成反比。它表征了物体内热量传输的能力。 27 对流换热：流体流过固体物体表面所发生的热量传递称为对流换热。 28 黑体：把吸收率为1 的物体叫做绝对黑体，简称黑体。 29 灰体：假定物体的单色吸收率与波长无关，即吸收率为常数，这种假定物体称之为灰体。 30 辐射力的单位：辐射力是物体在单位时间内单位表面积向表面上半球空间所有方向发射 的全部波长的总辐射能量，记为E,单位是W/ m2o 31 角系数：我们把表面1 发射出的辐射能落到表面2 上的百分数称为表面1 对表面2的角系数。 32质量溶度：单位体积的混合物中某组分的质量。 33摩尔溶度：单位体积混合物中某组分的物质的量。 34空位扩散:气体或液体进入固态物质孔隙的扩散。 35自扩散系：指纯金属中原子曲曲折折地通过晶格移动。36互扩散系数：D D i x2 D2x-，式中 D称为互扩散系数。

粉末冶金原理考试题标准答案

2006 粉末冶金原理课程I考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度 比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积 一次颗粒：由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒； 离解压：每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量：这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出 气相迁移：细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒密度：真密度、似密度、相对密度 比形状因子：将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 压坯密度：压坯质量与压坯体积的比值 粒度分布：将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度分布 二、分析讨论：（ 25 分） 1 、粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。（ 10 分） 重要优点： * 能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）； * 因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料； * 对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低 , 如齿轮产品。重要缺点： * 由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低； * 由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造； * 规模效益比较小 2 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。其特点如下： 金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流； 原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴； 有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴冷却区。此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。 3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（ 5 分） 采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是 * 可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。 * 采用蓝钨作为原料，蓝钨二次颗粒大，（一次颗粒小），在 H2 中挥发少，通过气相迁移长大的机会降低，获得 WO2 颗粒小；在一段还原获得 WO2 后，在干氢中高温进一步还原，颗粒长大不明显，且产量高。

冶金传输原理课后答案

1、什么是连续介质，在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？ 答：（1）连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起，完全充满所占空间的介质。 （2）引入连续介质模型的必要性：把流体视为连续介质后，流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数，就可以利用数学中的连续函数分析方法来研究流体运动，实践表明采用流体的连续介质模型，解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。 1-9 一只某液体的密度为800kg/,求它的重度及比重。 解: 重度：γ=ρg=800*9.8=7840kg/(˙) 比重：ρ/=800/1000=0.8 注：比重即相对密度。液体的相对密度指该液体的密度与一个大气压下4℃水的密度（1000kg/）之比---------------------------------------------课本p4。 1-11 设烟气在标准状态下的密度为1.3kg/m3，试计算当压力不变温度分别为1000℃和1200℃时的密度和重度 解：已知：t=0℃时，0=1.3kg/m3,且= 则根据公式 当t=1000℃时，烟气的密度为 kg/m3=0.28kg/m3烟气的重度为 kg/m3=2.274kg/m3 当t=1200℃时，烟气的密度为 kg/m3=0.24kg/m3烟气的重度为 kg/m3=2.36kg/m3

1—6 答：绝对压强：以绝对真空为起点计算的压力，是流体的实际，真实压力，不随大气压的变化而变化。 表压力：当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，用压力表进行测量。压力表上的读数（指示值）反映被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。既：表压力=绝对压力-大气压力真空度：当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，采用真空表测量。真空表上的读数反映被测流体的绝对压力低于大气压力的差值，称为真空度。既：真空度=︱绝对压力-大气压力︱=大气压力-绝对压力 1-8 1 物理大气压（atm）= 760 mmHg = 1033 2 mm H2O 1 物理大气压（atm） = 1.033 kgf/cm 2 = 101325 Pa 1mmH20 = 9.81 Pa 1-21 已知某气体管道内的绝对压力为117kPa，若表压为70kPa，那么该处的绝对压力是多少（已经当地大气压为98kPa），若绝对压力为68.5kPa 时其真空度又为多少？ 解：P 绝=P 表+P 大气 =70kPa+98kPa =168kPa P 真=-(P 绝-P 大气) =-(68.5kPa-98kPa) =29.5kPa 1、气体在什么条件下可作为不可压缩流体？ 答：对于气体，在压力变化不太大（压力变化小于10千帕）或流速

粉末冶金原理试题

18、分析烧结时形成连通孔隙和闭孔隙的条件。 开孔：Ps=Pv -γ/ρ Ps仅是表面张应力（-γ/ρ）中的一部分，因为气体压力Pv与表面张应力的符号相反。当孔隙与颗粒表面连通 即开孔时，Pv可取1atm，只有当烧结颈ρ长大，表面张 力减小到与Pv平衡时，烧结收缩停止 闭孔：Ps=Pv-2γ/r孔r孔：孔隙半径 -2γ/r孔表示作用在孔隙表面使孔隙缩小的张应力。当 孔隙收缩时，气体若来不及扩散出去，形成闭孔隙。如果 张应力大于气体压力Pv，孔隙继续收缩。Pv大到超出表 面张力时，隔离孔隙停止收缩 21、在哪些情况下需要向粉末中添加成形剂？为什么？ （a）硬质粉末，由于粉末变形抗力很高，无法通过压制所产生的变形而赋予粉末坯体足够的强度，一般采用添加成形剂的方 法以改善粉末成形性能，提高生坯强度，便于成形。橡胶、 石蜡、PEG、PVA等。 （b）流动性差的粉末、细粉或轻粉（填充性能不好，自动成形不好，影响压件密度的均匀性）。添加成形剂能适当增大粉末 粒度，减小颗粒间的摩擦力。 22、在粉末刚性模压制过程中，通常存在哪两种摩擦力？哪种摩擦力会造成压坯密度分布？而在CIP中的情况又如何？

性模压制过程中，通常存在外摩擦力和内摩擦力，其中外摩擦力会造成压坯密度分布不均匀，CIP中不存在外摩擦力。 23、为什么作用在烧结颈表面的拉应力随着烧结过程的进行而降低？ σ=-γ/ρ 作用在颈部的张应力指向颈外，导致烧结颈长大，孔隙体积收缩。与此同时，随着烧结过程的进行，烧结颈扩大，∣ρ∣的数值增大，烧结驱动力逐步减小。 25、在制备超细晶粒YG硬质合金中，为什么通过添加铬和钒的碳化物能够控制合金中硬质相晶粒的长大？ 铬和钒的碳化物在液态钴相中溶解度大，能降低体系的共晶温度，并且抑制剂组元偏聚WC/Co界面，抑制WC晶粒的溶解和干扰液态钴相中的W,C原子在WC晶粒上的析出，从而阻止WC晶粒在烧结过程中的粗化。 26、简述温压技术能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度的机理？1）温压过程中，加工硬化的速度与程度降低，塑性变形充分进行，为颗粒重排提高协调性变形； 2）采用新型润滑剂，降低粉末与模壁间、粉末颗粒间的摩擦，提高有效压制力，便于颗粒相互填充，有利于颗粒重排； 总之，温压技术能改善主导致密化机理的塑性变形和颗粒重排，故而能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度。 27、一个具有下图中的形状的粉末坯体，若采用整体下模冲结构会带来什么后果？为什么？如何改正模冲结构的设计？备注：两台阶均为圆柱形。

冶金传输原理吴铿编(动量传输部分)习题参考答案

第一章习题参考答案（仅限参考） 1.d 2.c 3.a（题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 9. c （不能承受拉力）10.a 11.d 12.b（d为表 现形式） 13?解：由体积压缩系数的定义，可得: 14?解：由牛顿内摩擦定律可知, A f dl ■ dVx . v F = J A x - Ldl — : 8.57N 7.c 8.a 1 dV V dp 1 995 — 1000 103 1000 10“__106__ -5 10^1/Pa 式中 由此得 dy

dy &

第二章参考习题答案（仅限参考）1.a 2.c 3.b 4.c 5?解:P厂P a ‘油g0 、水gh?二'汞gh P a 兀h =—F p 7油gh< ?水gh, 2 r d =0.4m Pg （测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m )

6?解：(测压管中上方都为标准大气压) (1)P l = P a '油g h3 - ?水 g ?-h i P a 3 p =833kg/m3 (2)P 厂P a '油g % 一0 二 ^水g h, - h l P a h3=1.8m. D2 2 S 0.1256m 2 V水=S0 =0.1256 0.5 = 0.0628m3 V由=S h^h^ 7-0.1256 1.^0.16328m3 7 ?解：设水的液面下降速度为为dz V, V =-一 dt 3T 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：V「一 4 则有等式：v^2"，代入各式得: 4 豈汙巾274」5整理得: -P 二 d2 1 t z°5dz=0.274 dt =0.274t 2 0

冶金原理习题

第二章 冶金动力学基础 1． 铁矿石为CO(或H 2)还原的反应：FeO(s)+CO = Fe(s)+CO 2中，在稳定态下，当传质成为限制环节时，气相中每有一个CO 分子扩散到固体FeO 表面，发生化学反应，就将产生一个CO 2分子。后者以相反方向从固体FeO 表面还原Fe 层向气相中扩散，形成等分子逆流互扩散。试证明：每种气体分子的总传质速率等于其扩散速率。 解 气相中，由于CO 和CO 2浓度之和为常数， 即 2()()c C O c C O c o n s t += 2()()0d CO d CO dt dt += 即 2()()d CO d CO dt dt =- 又因气相混合物中，22co co CO CO D D D --==,故从菲克第一定律，可得 ()CO d CO J D dx =-，22()CO d CO J D dx =- 即在等分子逆流扩散的气相中，组分CO 和CO 2不仅具有大小相等、方向相反的浓度梯度，而且扩散传质速率的绝对值夜彼此相等。又由于无压力变化，就不能出现气体的总流动，即v ∑=0，因此，每种气体分子的总传质速率就等于其扩散 速率，即2,,CO D CO D CO J J J ∑==。 2． 在30t 电炉内，钢水含锰w[Mn]=0.30%，经过半个小时后下降到w[Mn]=0.06%。钢-渣界面上w[Mn]=0.03%，钢水层深度为50cm ，在氧化期加矿石供氧，钢-渣界面积等于钢液静止的2倍。8211.110Mn D m s --=? 。试求[Mn]在钢液边界层内的传质系数及钢液边界层的厚度。 解 利用教材式（2-30） 0lg 2.3c c A t c c V β-??-平平＝- 02.3l g /c c A t c c V β-??=- ?-?? 平平

冶金原理课后习题及解答

冶金原理课后习题及解 答 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

第一章 1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。 2 金属熔体指________、________。液态的金属、合金。 1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法 研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。物理化学、技术、新 2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、 _______、_______四种类型。金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。 3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。钢铁、 有色金属。 4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、 ________、__________四种。在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。熔渣。 5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。金属提炼、精炼过程。 6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。氧化物。 7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工 序中将它们回收利用。富集渣、 8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。 精炼渣。

冶金传输原理课后题 沈巧珍版

第一章 1-9解 3/78408.9800m N g =?==ργ 8.01000 800 =比重 1-10解 3 3 /kg 1358010 5006790m V m =?== -ρ 3/1330848.913580m N g =?==ργ 1-11解 273 10 t t += ρρ 31000/279.027******* .1m kg =+ = ρ 31200/241.0273 120013 .1m kg =+ = ρ 或 RT P =ρ C R p T == ρ 221100T T T ρρρ== 31 01/279.01000 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 32 02/241.01200 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 1-12解 T V V V P T V V t V ?-=? ? ? ????= 1111α 423.1200 273400 2731212=++==T T V V

增大了0.423倍。 1-13解 ?? ? ?? +=27310t v v t s m t v v t /818.5273 90027325 27310=+= ? ? ? ??+= 1-14解 RT P =ρ K m K mol J K mol L atm K s m T P R /27.29/31.8/082.0/05.287273 293.110132522=?=??=?=?== ρ 1-15解 RT P = ρ ()33 111/774.020*********.65m kg RT P =+??==ρ () 33 222/115.137273287102.99m kg RT P =+??==ρ 1-20解 dP dV V P 1- =α 7 9 0210210 5.0%1?=?= -=-P P dP 1-18解 2 2 2111T V P T V P = 2.020 27379273100792.610032.15 5122112=++???=?=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=? 体积缩小了0.8倍。 1-19解 C PV k = nRT PV =

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此文档下载后即可编辑 第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？ 答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 1-2某种液体的密度ρ=900 Kg ／m 3，试求教重度y 和质量体积v 。 解：由液体密度、重度和质量体积的关系知： )m /(88208.9900g 3N V G =*=== ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν 1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN ／m 2时体积为995cm 3，当压强为1MN ／m 2时体积为1000 cm 3，问它的等温压缩率k T 为多少? 解：等温压缩率K T 公式(2-1): T T P V V K ????????-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3 注意：ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa 将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。 注意：式中V 是指液体变化前的体积 1.6 如图1.5所示，在相距h ＝0.06m 的 两个固定平行乎板中间放置另一块薄 板，在薄 板的上下分别放有不同粘度的油，并且 一种油的粘度是另一种油的粘度的2 倍。当薄板以匀速v ＝0.3m/s 被拖动时， 每平方米受合力F=29N ，求两种油的粘度各是多少? 解：流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为

Y A F 0 y x νητ== 平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即 h h F 0 162/22/h νηνηνητ=+==合 代入数据得η=0.967Pa.s 第二章 流体静力学（吉泽升版） 2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，由加速度产生，与质点外的流体无关。而表面力是指作用在流体表面上的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。 2-2什么是流体的静压强，静止流体中压强的分布规律如何? 解： 流体静压强指单位面积上流体的静压力。 静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定，即作用于一点的各个方向的静压强是等值的。 2-3写出流体静力学基本方程式，并说明其能量意义和几何意义。 解:流体静力学基本方程为：h P h P P P Z P Z γργ γ+=+=+=+002211g 或 同一静止液体中单位重量液体的比位能 可以不等，比压强也可以不等，但比位 能和比压强可以互换，比势能总是相等的。 2-4如图2-22所示，一圆柱体d ＝0.1m ，质量 M ＝50kg ．在外力F ＝520N 的作用下压进容 器中，当h=0.5m 时达到平衡状态。求测压管 中水柱高度H ＝? 解：由平衡状态可知：)()2/()mg 2 h H g d F +=+ρπ（ 代入数据得H=12.62m

冶金原理试卷与答案

2003级《冶金原理》试题B 卷答案 一 解释下列名词(共10分，每题5分) ①理想溶液：在一定温度下，溶液中所有组元都服从拉乌尔定律，称为理想溶液。 ②二元碱度：渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。 二 简答题(共35分) ①(6分)写出脱氧化脱磷反应的分子反应式及离子反应式，分析有利于脱磷反应进行的热力学条件。 ][5)4()(4)(5][252Fe O P CaO CaO FeO P +?=++ ][5)(2)(8)(5][23422Fe PO O Fe P +=++--+ 有利条件：中温，高碱度，高氧化亚铁。 ②(6分)什么是金属热还原常用的金属热还原方法有哪些写出反应通式。 利用和氧亲和力强的金属去还原和氧亲和力弱的金属的氧化物，制取不含碳的纯金属或合金的方法，称为金属热还原。 常用的金属热还原法有：硅热法、铝热法。 反应通式为： M y x O Al Al O M y y x +=+3231311 222SiO M y x Si O M y y x +=+ ③(6分)写出扩散系数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对扩散系数随温度变化的影响关系。 温度对于扩散系数影响的关系式就是阿累尼乌斯关系式，即： ) RT E D e A D -?= 式中：D 扩散系数； D E 扩散活化能；A 频率因子；T 温度；R 理想气体常数。 当频率因子一定的条件下，D E 愈大，则D 愈小，反之D E 愈小，则D 愈大。 由于： RT E A D D -=ln ln 所以：2ln RT E dT D d D = D E 越大， dT D d ln 值越大，当温度升高时，D 随温度升高而增大得多；D E 越小，dT D d ln 值越小，当温度升高时，D 随温度升高而增大得少。 ④(7分)H 2还原FeO 的过程包括哪几个环节限制性环节一般是什么 包括五个环节：H 2的外扩散，H 2的内扩散，界面化学反应，H 2O 的内扩散，H 2O 的外扩散。 限制性环节一般是：H 2的内扩散和界面化学反应。 ⑤(6分) 什么是反应度对于球形反应物，推导反应度R 与半径r 的关系（初始半径为r 0）；对于立方体反应物，推导反应度R 与边长a 的关系（初始边长为a 0）。 已反应了的物质重量占原始重量的百分数，称为反应度，一般用R 表示。

材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)

第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？ 答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 2、在图3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意：管B 端并未接触水面或探入水中) 解：选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O 1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 再选取水平基准面O ’-O ’， 列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 图3.20 虹吸管 g p H g p a 22022 2121υ γ υ γ + + =+ + g p p a 22222υ γ γ + + =g p g p H H a 202)(2322 221υγυ γ+ +=+++g g p 2102823222υ υ γ + =+ + ) (28102水柱m p =-=γ ) (19620981022a p p =?=) /(85.10)410(8.92)2( 222s m p p g a =-?=-- =γ γ υ

) /(9.1)/(0019.085.104 )015.0(32 22s L s m A Q ==??= =πυ

5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 =15cm ，d 2=10cm ，水银差压计液面高差?h =20cm 。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。 解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2，则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程： ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关 系式为 2211v A v A = 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[) (22 1 2212A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示，所以 074.0) )15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22 2 2 3332212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3 /s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。

粉末冶金原理考试题

第一章 1.什么是粉末冶金？与传统方法相比的优点是什么？ 答：粉末冶金：制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A.少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5%。 B.能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C.能够制备其他方法难以生产的零部件。 2.制粉的方法有哪些？ 答：A.机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。 B.物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C.化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3.机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4.球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速。 第二章 1.什么是粉末？粉末与胶体的区别？粉体的分类？ 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在μm以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A.粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B.单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2.聚集体、絮凝体、团聚体的划分？ 答：A.聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体；