混合液体、气体密度的计算.
混合溶液的密度计算公式
混合溶液的密度计算公式ρ_mix = (m1 + m2) / (V1 + V2)其中，ρ_mix 表示混合液体的密度，m1 和 m2 分别表示两个不同液体的质量，V1 和 V2 分别表示两个不同液体的体积。
请注意，这个公式是在假设混合液体是完全可混合且体积不变的情况下成立的。
如果混合液体发生化学反应或者存在体积变化的情况下，上述公式将不再适用。
下面是一些例子来说明如何使用混合溶液的密度计算公式：例子1：两个液体的质量和体积已知假设有200克的水和100克的酒精，将它们混合在一起。
水和酒精的密度分别为1克/毫升和0.8克/毫升。
将它们混合后，计算混合溶液的密度。
首先，将所给的质量转换为体积。
水的体积为200毫升，酒精的体积为100克/0.8克/毫升=125毫升。
接下来，将体积代入混合液体的密度计算公式：ρ_mix = (200毫升 + 125毫升) / (200毫升 + 125毫升) = 325毫升 / 325毫升 = 1克/毫升所以混合溶液的密度为1克/毫升。
例子2：两个液体的密度已知假设有0.4克/毫升密度的甲稀溶液和0.6克/毫升密度的乙稀溶液。
将它们混合在一起，计算混合溶液的密度。
由于质量和体积都未知，我们无法直接使用混合液体的密度计算公式。
在这种情况下，我们需要先找到质量和体积的特定值才能使用公式。
有几种可能的方法来解决这个问题，一种方法是通过混合液体的质量比例来确定体积。
假设我们混合了100克的甲稀溶液和200克的乙稀溶液。
我们可以通过质量比例确定体积比例。
甲稀溶液的密度为0.4克/毫升，所以100克的甲稀溶液的体积为100克/0.4克/毫升=250毫升。
同样地，乙稀溶液的密度为0.6克/毫升，所以200克的乙稀溶液的体积为200克/0.6克/毫升=333.33毫升。
现在我们可以使用混合液体的密度计算公式：ρ_mix = (100克 + 200克) / (250毫升 + 333.33毫升) = 300克/ 583.33毫升≈ 0.514克/毫升所以混合溶液的密度约为0.514克/毫升。
怎样计算混合物的密度
怎样计算混合物的密度江苏丰县广宇中英文学校刘庆贺两种物质混合，有如下的基本关系：混合物的总质量等于原来两种物质质量之和，即：ｍ总=ｍ1+ｍ2；混合物的总体积等于原来两种物质体积之和，即：V总=V1+V2；混合物的密度等于总质量与总体积之比，即：。
解题时，需要根据具体情况，对上述公式灵活地选用。
【例1】某冶炼厂，用密度为ρ1金属和密度为ρ2的另一种金属以不同的配方（不同的比例搭配）炼成合金材料。
若取等体积的这两种金属进行配方，炼出的金属材料密度为ρ；若取等质量的这两种金属进行配方，炼出的金属材料密度为，请你通过数学运算，说明ρ与的大小关系。
解析：题目为两种固体的混合。
取等体积混合时，设取相等体积为V，则密度为ρ1金属的质量为ρ1V，密度为ρ2的另一种金属的质量为ρ2V，炼出的金属材料密度为：取等质量混合时，设取相等质量为ｍ，则密度为ρ1金属的体积为ｍ/ρ1，密度为ρ2的另一种金属的体积为ｍ/ρ2，炼出的金属材料密度为：要比较ρ与的大小关系，可用比值法或比差法。
即因ρ与ρ均大于零，若ρ/大于1，则ρ>；若ρ/小于1，则ρ<.或若ρ-大于０，则ρ>；若ρ-小于０，则ρ<。
答案：取等体积混合时，炼出的金属材料密度为：取等质量混合时，炼出的金属材料密度为：若用比差法，同学们可试着证明。
【例2】有密度分别为ρ1和ρ2的两种液体各ｍ千克，只用这两种液体，最多可配制密度为ρ=1/2（ρ1+ρ2）的溶液多少千克？（已知ρ1>ρ2，不计混合过程中的体积变化）解析：题目为两种液体的混合，由例１可知，要配制密度为ρ=1/2（ρ1+ρ2）的溶液，两种液体的体积必然要相等。
再根据要配制的溶液最多，必然要有一种液体用完。
而且是体积较小者，即密度为ρ1的液体要用完。
这样，只须计算出另一种液体用多少质量即可。
答案：要配制密度为ρ=1/2（ρ1+ρ2）的溶液，两种液体的体积必然要相等。
再根据题意可知，密度为ρ1的液体要用完。
化工原理总结
（5）流体在非圆形直管内的流动阻力 当流体在非圆型管内湍流流动时，计算阻力时d用当 量直径de代替。
当量直径：4倍的流通截面积除以流体润湿周边长度
de——当量直径，m； rH——水力半径，m。
de
4A
4rH
对于矩形管长为a,宽为b
（4）轴功率 离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。当泵直接由电 动机带动时，它即是电机传给泵轴的功率，以N表 示，其单位为W或KW。泵的有效功率可写成
Ne QHg
由于有容积损失、水力损失与机 械损失，所以泵的轴功率N要大 于液体实际得到的有效功率，即
N Ne
泵在运转时可能发生超负荷，所配电动机的功率应比 泵的轴功率大。在机电产品样本中所列出的泵的轴功 率，除非特殊说明以外，均系指输送清水时的数值。
0
T0 p Tp 0
上式中的ρ0为标准状态下气体的密度，T0、p0分别为标准 状态下气体的绝对温度和绝对压强。
混合气体的密度：
m
pM m RT
M m M A yA M B yB M n yn
（2）流体的粘度
液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度则随温度升 高而增大。
压强变化时，液体的粘度基本不变；气体的粘度随压强 增加而增加的很少，在一般工程计算中可忽略不计。
Re≤2000时，流动类型为层流； Re≥4000时，流动类型为湍流； 2000＜Re＜4000，过渡区，流动类型不稳定。
层流特点：质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运 动，质点之间互不混合。圆管中的流体就如一层一层 的同心圆筒在平行地流动。（滞流） 湍流特点：流体质点除了沿着管道向前流动外，各质 点还作剧烈的径向脉动。（紊流）
气体密度计算与实验测量方法
气体密度计算与实验测量方法气体密度是指单位体积内所含有的气体质量，通常以克/升或千克/立方米表示。
对于科学研究和工程实践都是非常重要的参数。
计算气体密度有两种常用方法：理论计算和实验测量。
首先，理论计算是一种基于理想气体模型的方法。
在理论计算中，可以使用理想气体状态方程（PV=nRT）来计算气体的密度。
其中，P代表气体的压力，V代表气体的体积，n代表气体的摩尔数，R是普适气体常数，T代表气体的温度。
通过将已知的压力、体积和温度代入状态方程，可以得到气体的摩尔数，进而得到气体的质量。
最后，将气体的质量除以体积，即可得到气体的密度。
然而，理论计算存在一定的局限性。
首先，理论计算是基于理想气体模型的，而真实气体往往与理想气体模型存在差异。
例如，高压下气体的分子间相互作用会增加，使得气体的密度比理论计算的值要高。
其次，理论计算需要准确的实验参数作为输入，如压力、体积和温度等，然而实际情况下这些参数往往存在一定误差，从而影响了计算结果的准确性。
为了弥补理论计算的不足，实验测量方法被广泛应用。
实验测量可以直接获得气体的密度，因此更加直观和准确。
常见的实验测量方法有：浮法、剖面法和标准气体法等。
浮法是一种常用的气体密度实验测量方法。
它基于浮力平衡原理，通过测量气体浮在液体中产生的浮力来推断气体的密度。
具体操作时，将装有液体的容器放在一个天平上，并且将一定体积的气体通入容器中。
当气体浮在液体中时，会受到上升的浮力和下沉的液体重力的作用，两者达到平衡时，可以通过测量液体的质量来计算出气体的质量和密度。
剖面法是通过测量气体通过固定横截面积的管道时的流量来计算气体的密度。
在实验中，通过量筒测量单位时间内气体通过管道的体积，再结合气体的质量，可以得到气体的密度。
这种方法适用于气体流动情况稳定、管道直径较大的情况下。
标准气体法是利用标准气体的已知密度和测量装置得到的气体质量和体积，来计算待测气体的密度。
该方法的原理是通过比较待测气体和标准气体在同样条件下的密度差异来计算。
混合液体、气体密度的计算详解
例 1 一端蒙橡皮膜的玻璃筒，插入水中，所图所示， 在逐渐下插的过程中，橡皮膜 ( B ) A． B． C． D． 逐渐下凸 逐渐上凸 保持不变 不好判断
例 2 底面积相同的量杯和量筒内倒入相等质量的水， 则水对底部压强大小关系是 A．量筒较大 B.量杯较大 ( A ) C.一样大 D．无法判断
ρm = 1372.36 kg/m3
6、已知干空气的组成为：O2：21%、N2：78%和 Ar（氩 气是一种无色、无味的惰性气体，分子量 39.938 ， 分子式为 Ar------稀有气体是单原子气体）：1%（均 为体积%）， 试求干空气在压力为 9.81×104Pa 及温度为 100℃ 时的密度。
1840
＝1840 kg/m3
=5.44 m3
2、已知空气组成的体积分数为21%的氧和79%的氮， 求在300K和110kPa时空气的密度。 解：由于气体的体积分数即摩尔分数，空气的平均摩 尔质量为： ∵ M空＝M氧y1氧+M氮y氮 ∴ M空＝32· 21% +28· 79% M空＝28.84 kg/kmol
＝ ＝
pM RT
110 28.84 8.314 3300 ＝1.27 kg/m
3、压强表测得某反应塔内表压强为 0.25 Mpa，当
地大气压为1atm, 问塔内绝对压强为多少 N/m 2 ？ 解: 1atm=101325 N/m2 ； 绝压＝表压 + 大气压； = 0.25 ×106+101325 = 351325 N/m2；
各组分的质量：
10．若将密度为830 kg/ m3的油与密度为710 kg/ m3 的油各60 kg混在一起，试求混合油的密度。设混合油 为理想溶液。 解（方法一）：
解（方法二）
常用密度计算公式
常用密度计算公式密度是物质的质量与体积之比，通常用于描述物质的紧密程度。
在科学实验、工程设计和日常生活中，常常需要计算物质的密度，以便进行各种各样的工作。
根据不同的物质状态和物质性质，可以使用不同的密度计算公式。
一、常用密度计算公式：1.固体密度计算公式：固体的密度是指单位体积内固体的质量，通常用ρ表示。
计算固体密度的公式为：ρ = m / V其中，ρ为密度，m为固体的质量，V为固体的体积。
2.液体密度计算公式：液体的密度是指单位体积内液体的质量，通常用ρ表示。
计算液体密度的公式为：ρ = m / V其中，ρ为密度，m为液体的质量，V为液体的体积。
3.气体密度计算公式：气体的密度是指单位体积内气体的质量，通常用ρ表示。
计算气体密度的公式为：ρ = P / (RT)其中，ρ为密度，P为气体的压强，R为气体常数，T为气体的温度。
4.混合物密度计算公式：当需要计算混合物的密度时，可以利用混合物中各种物质的质量和体积来计算混合物的密度。
如果混合物中包含多种物质，可以根据每种物质的质量和体积来计算混合物的综合密度。
二、密度计算公式的应用举例：1.计算金属的密度：假设有一块金属，质量为200克，体积为50立方厘米，求该金属的密度。
根据固体密度计算公式，可知密度ρ = m / V，其中m为金属的质量，V为金属的体积。
代入已知数据，得到ρ = 200克/ 50立方厘米= 4克/立方厘米。
所以该金属的密度为4克/立方厘米。
2.计算水的密度：已知水的质量为500克，体积为500毫升，求水的密度。
根据液体密度计算公式，可知密度ρ = m / V，其中m为水的质量，V为水的体积。
代入已知数据，得到ρ = 500克/ 500毫升= 1克/毫升。
所以水的密度为1克/毫升。
3.计算空气的密度：假设空气的压强为1.2千帕，温度为25摄氏度，求空气的密度。
根据气体密度计算公式，可知密度ρ = P / (RT)，其中P为气体的压强，R为气体常数，T为气体的温度。
流体的温度和密度的影响因素和计算方法
流体的温度和密度的影响因素和计算方法流体的温度和密度是流体力学中重要的参数。
温度和密度的变化会直接影响流体的性质和行为。
了解流体温度和密度的影响因素以及计算方法对于工程设计和科学研究至关重要。
本文将介绍流体温度和密度的影响因素，并提供一些计算方法和实例。
一、温度对流体密度的影响流体的温度是影响其密度的重要因素之一。
随着温度的升高，流体的密度通常会下降，反之亦然。
这是因为温度升高会导致流体分子内部的热运动增加，分子间相互作用减弱，从而使流体分子更易于分散。
这种分散会增加流体的体积，降低其密度。
具体而言，对于液体而言，其温度升高会导致分子间距增大，分子之间的相互吸引力减弱，使得液体的密度降低。
而对于气体而言，温度升高会引起气体分子更加活跃，速度增加，分子撞击力加强，从而使气体的体积膨胀，密度减小。
二、其他影响因素除了温度，还有其他一些因素也会对流体的密度产生影响。
1. 压力：在温度不变的情况下，增加压力会使流体的密度增加。
这是因为增加压力会使流体分子更加紧密地排列在一起，减小了流体分子之间的间隔，从而增加了密度。
2. 组成成分：流体的组成成分也会直接影响其密度。
不同物质的分子量不同，因此在相同条件下，不同成分的流体密度也会有所不同。
3. 溶解物质：在液体中溶解的物质也会对流体密度产生影响。
溶解物质的加入会改变溶液的密度。
4. 压缩性：对于气体而言，压缩性也是影响其密度的因素之一。
压缩气体会使气体分子更加靠近，密度增加。
三、流体密度的计算方法在工程和科学研究中，我们经常需要计算流体的密度。
以下是几种常见的计算方法：1. 液体密度计算方法：对于纯液体而言，其密度可以通过测量质量和体积来计算。
即密度等于质量除以体积，用符号表示为ρ= m/V。
2. 气体密度计算方法：对于理想气体而言，根据理想气体状态方程PV = nRT，其中P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R为气体常数，T表示气体的温度，可以推导得到气体的密度公式为ρ = P/RT。
《化工原理》公式总结
第一章 流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程：ρρ222212112121pu g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程：f W pu g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+5. 雷诺数：λμρ64Re ==du 6. 范宁公式：ρρμλfp dlu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程：232d lup f μ=∆8.局部阻力计算：流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ9.混合液体密度的计算：n wnB wB A wA m x x x ρρρρ+++=....1ρ液体混合物中个组分得密度，10. Kg/m 3,x--液体混合物中各组分的质量分数。
10 。
表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强 11. 体积流量和质量流量的关系：w s =v s ρ m 3/s kg/s 整个管横截面上的平均流速：A Vs=μ A--与流动方向垂直管道的横截面积，m 2流量与流速的关系：质量流量：μρ===A v A w G ss G 的单位为：kg/(m 2.s)12. 一般圆形管道内径：πμsv d 4=13. 管内定态流动的连续性方程：常数=====ρμρμρμA A A s w (222111)表示在定态流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变，而流速u 随管道截面积A 及流体的密度ρ而变化。
对于不可压缩流体的连续性方程：常数=====A A A s v μμμ (2211)体积流量一定时流速与管径的平方成反比：()22121d d =μμ 14.牛顿黏性定律表达式：dy duμτ= μ为液体的黏度1Pa.s=1000cP15平板上边界层的厚度可用下式进行评估：对于滞留边界层5.0Re 64.4xx=δ 湍流边界层2.0Re 376.0xx=δ式中Re x 为以距平板前缘距离x 作为几何尺寸的雷诺数，即μxp u s x =Re ，u s 为主流区的流 速16 对于滞留流动，稳定段长度x 。
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5、已知硫酸与水的密度分别为 1830kg/m3与
998kg/m3，试求含硫酸为 60%（质量）的硫酸水溶 液的密度为若干。
解：根据式
1 m 1 m 1 m
1
=w
1
1
+ w +，，，，+
2
2
wn n
= 0 .6
1830
+ 0 .4
998
=（3.28+4.01）10-4；
= 7.29×10-4；
184已知空气组成的体积分数为21%的氧和79%的氮， 求在300K和110kPa时空气的密度。 解：由于气体的体积分数即摩尔分数，空气的平均摩 尔质量为： ∵ M空＝M氧y1氧+M氮y氮 ∴ M空＝32· 21% +28· 79% M空＝28.84 kg/kmol
＝ ＝
pM RT
110 28.84 8.314 3300 ＝1.27 kg/m
3、压强表测得某反应塔内表压强为 0.25 Mpa，当
地大气压为1atm, 问塔内绝对压强为多少 N/m 2 ？ 解: 1atm=101325 N/m2 ； 绝压＝表压 + 大气压； = 0.25 ×106+101325 = 351325 N/m2；
《化工生产基础》 第二章 混合液体、气体密度计算
教师
1、用密度计测得293K时，98%的硫酸的相 对密度为1.84，求293K时98%的硫酸的密度 和10t硫酸的体积。 解：已知 m=10t =10000kg 求： ？、V？
∵ ＝ d相· 水 ∴ ＝1000· 1.84 ＝1000 · d相 又∵ = m V ∴V = 10000 m3
压） 时的密度为__________________。
8、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________ ,
__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。
9．某气柜的容积为6 000 m3，若气柜内的表压力为5.5 kPa， 温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H2 40%、 N2 20% 、CO 32%、CO2 7%、CH4 1%，大气压力为 101.3 kPa，试计算气 柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数
练习： 1. 如图所示，一个圆柱形玻璃管侧壁上开有甲、乙、 丙三个孔，孔上扎有橡皮膜．往管内注满水后可以看到三 个孔上的橡皮膜都向外凸出，其中凸出最多的是 ( C )
解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= （85.3×103—20×103）Pa =65.3kPa （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=（101.33×103—65.3×103） =36.03kPa
例题、本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层 高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度 h2=0.6m、 密度ρ2=1000kg/m3。 （1）判断下列两关系是否成立， 即 pA=p'A pB=p'B （2）计算水在玻璃管内的高度 h。 解：（1）判断题给两关系式是否成立， pA=p'A的关系成立。 因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内， 并在同一水平面上。 所以截面A-A'称为等压面。
解：首先将摄氏度100℃换算成开尔文 T=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 Mm= 32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96 kg/kmol
根据式
气体的平均密度为：
＝0.916 kg/m3；
7、空气在标准状态下密度为1.29 kg/m3 ， 在0.25Mpa下（绝
4、真空表测得某设备内真空度为 450mmHg ，当地大气压仍为1atm， 问设备内绝压为多少kPa？ 解：1atm＝ 101325 N/m2； 760mmHg =1atm =101325N/m2； 绝压＝大气压－真空度； ＝101325 — 450/760×101325 ＝41.33×103 ＝41.33 kPa
pB=p'B的关系不能成立。 因 B 及 B'两点虽在静止流体的同一水平 面上，但不是连通着的 同一种流体，即截面B-B'不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度 h 由上面讨论知，pA=p'A，而 pA=p'A都可以用流体静力学基 本方程式计算， 即：pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2 pA'=pa+ρ2gh 于是 pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得：h=1.16m；
某化工厂的湿式气柜（见图）内径为 10m，钟罩总质量为10000kg，计算时忽略钟 罩所受的浮力。 问：气柜内气体压强（表压）为多少时 才能将钟罩顶起（离开水面）？
解：圆筒钟罩截面积 A=0.785×（10）2 =78.5 m2 钟罩内气体作用在此截面上的压力 等于钟罩的总质量时才能将钟罩托起。 所以，气柜内的压强为： P = F/A=mg/A =10000×9.81/78.5 =1249.68pa(表压)
例 1 一端蒙橡皮膜的玻璃筒，插入水中，所图所示， 在逐渐下插的过程中，橡皮膜 ( B ) A． B． C． D． 逐渐下凸 逐渐上凸 保持不变 不好判断
例 2 底面积相同的量杯和量筒内倒入相等质量的水， 则水对底部压强大小关系是 A．量筒较大 B.量杯较大 ( A ) C.一样大 D．无法判断
ρm = 1372.36 kg/m3
6、已知干空气的组成为：O2：21%、N2：78%和 Ar（氩 气是一种无色、无味的惰性气体，分子量 39.938 ， 分子式为 Ar------稀有气体是单原子气体）：1%（均 为体积%）， 试求干空气在压力为 9.81×104Pa 及温度为 100℃ 时的密度。
各组分的质量：
10．若将密度为830 kg/ m3的油与密度为710 kg/ m3 的油各60 kg混在一起，试求混合油的密度。设混合油 为理想溶液。 解（方法一）：
解（方法二）
11．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa， 乙地区的平均大气压力为101.33 kPa，在甲地区 的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少 才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相 同？