化工原理(第三版_陈敏恒)下册_习题解答
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第八章课堂练习：1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为难溶气体。
4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。
5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。
6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ）A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于２、溶解度很大的气体，属于气膜控制３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。
3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。
6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能此时将会出现吸收效果达不到要求现象。
7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。
8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。
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P1
u 2 P u 2 P u 2 A1 + 1 = 2+ 2 = 2+ 1 ρ 2 ρ 2 ρ 2 A 2
P1 − P2
2
∴
ρ
u2 = 1 2
A 2 1 A − 1 2
2(P1 − P2 ) 2 ρ ( A1 − A2 2)
d2 D2
解题思路：作 1-1 等压面，由静力学方程得
Pa + hρ1g = PB + ∆hρ1g + hρ 2 g （1）
∵ ∆h ⋅
π
4
D2 = h ⋅
π
4
d2
∴ ∆h = h ⋅
d2 代入（1）式 D2 d2 ρ1g + hρ 2 g D2
得Pa + hρ1g = PB + h ⋅
10．已知：dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz), P h=0=Pa, T=const, 大气为理想气体。 求：大气压与海拔高度 h 之间的关系。 解：大气层仅考虑重力，所以 X=0，Y=0，Z=-g，dz=dh ∴dp=-ρgdh pM 又理想气体 ρ = RT 其中 M 为气体平均分子量，R 为气体通用常数。
解题思路：(1) 管道内空气缓慢鼓泡 u=0，可用静力学原理求解。 (2) 空气的ρ很小，忽略空气柱的影响。 Hρg =Rρi g 1 W= πD2・(H+h)ρ 4 3. 已知：T=20℃（苯） ，ρ=880kg/m3, H=9m, d=500mm,h=600mm。 求：(1) 人孔盖受力 F（N） (2) 槽底压强 P（Pa） 解题思路：(1) 由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变 化, 所以可以孔盖中心处的压强对全面积求积得 F。
化工原理第三版(陈敏恒)下册课后思考题答案
第八章气体吸收问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪?答1．吸收的目的是分离气体混合物。
基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。
操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。
问题2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性?答2．溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。
溶剂对溶质溶解度大，对其他组份溶解度小。
问题3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系?答3．m=E/P=HC M/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。
问题4. 工业吸收过程气液接触的方式有哪两种?答4．级式接触和微分接触。
问题5. 扩散流J A , 净物流N, 主体流动N M , 传递速率N A 相互之间有什么联系和区别?答5．N=N M+J A+J B, N A=J A+N M C A/C M。
J A、J B浓度梯度引起；N M微压力差引起；N A溶质传递，考察所需。
问题6. 漂流因子有什么含义? 等分子反向扩散时有无漂流因子? 为什么？答6．P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。
无漂流因子。
因为没有主体流动。
问题7. 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系? 液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系?答7．D气∝T1.81/P，D液∝T/μ。
问题8. 修伍德数、施密特数的物理含义是什么?答8．Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比。
Sc=μ/ρD表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。
问题9. 传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别?答9．表面更新理论考虑到微元传质的非定态性，从k∝D推进到k∝ D0.5。
问题10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制?答10．mky<<kx时，气相阻力控制；mky>>kx时，液相阻力控制。
问题11. 低浓度气体吸收有哪些特点? 数学描述中为什么没有总物料的衡算式?答11．①G、L为常量，②等温过程，③传质系数沿塔高不变。
化工原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精心整理版）
化工原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精心整理版）第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出，所以H增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。
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第八章课堂练习：1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。
4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。
5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。
6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ）A、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于２、溶解度很大的气体，属于气膜控制３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。
3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。
6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能此时将会出现吸收效果达不到要求现象。
7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。
8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。
9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。
化工原理下册(第三版-陈敏恒)习题解答
第八章气体吸收1.解：查引忙水的P£=4_24K：pa p=P-P3=lC1.3~4J4=97.0l5KPa 用十警=筮=歳riS笫xg®込解：査25兀，COa-HaO系统£ = 1,661x1"樹加i设当地大气压为I atm SP 1.033at,且不计S剂分压n巧=10+ 1.033= 11.033^2 =1.08^10^（绝）= 0.2+1.033= 1.23S3fi = 1.21xl0Wf^^ （绝）对稀濬痕其比质量分率代九.金1 0气址10今.'.X] = 44x ---------- =47弘訂艇禺。
187 >Cyin7& = 44K --------- = 1.73x10T辰Cq /炫禺018爪解1邓忙时，总二4.06x1^朋玖二406x1（/脸勺=1.38x10-^x32x10^ =4』27蛾£4> 解;筋0—Cb系统，2邙C时，^1 = 0.537xW^A?Pa = 0.537xl0W（2皆竺=竺沁竺曲"2仆计P101.3(q - jf) = 1.09x10'^ (y-儿)二0,005764UC, ^2 = 0 80x10^= 0.8x10^% _空-更迪込"如计PlOlJ兀-A =0.47x10"^ y-” = 0.003685、解：= fn^x= 50x2x10 "^= 0,01^-y^)j = 0.025-0.01 = 0.015(兀7)1 = (5-2)x10 Y= 3x10^丁 =坷乜=50 X— = 25P Q 2儿=??j2；c = 25x2x10 "=50x10**"話詈"2(y-儿L = 0 025-0.005 = 0,02(心-x)2 =(10-2)x10, = 8x10」说備2倍於=辟5& 解：査20忙水，Pa = 23346KPa, p& = 101.3-23346= 989654畑P 型=101.3-1・33 = 99・97级0OCQo = Q220xlL//s 辿工Q= O・252X1OY//S6K吸="F以呢0 =——=——91 D（严-仙W/6W =以羽=旳991 9 >9 0,孑叭刀% 诫弟宓"莎+而=百+-=^+T=〒⑴'鶴曲z/yifoixkt/ih< Z 、Z0lP8・[£x 01X89乙•0X81（昨丁皿回0恥他吨逊o心66二, 乙、/%用（迢严W）惫k, ■ or "d测0泌"e%J藍而"匕善5烽4宀1JV甲十I g=E^ = 3^N .*.BE 陀ef——W B W2护气兄 =-- =-= ---- 才=叫£H巾乙82£-09£^d-^d另肿域3乙厶= Z8T£-O9L = "d钟朋乙8 L£ W列L储吐觀°严/^匚966=旷$/严囚9?0=（7 5战S 常V吗6丁0 = $厶口乙=」7Vg L万=2厂険（吆-叱（〒）〒二可巩丁万/N9、解J (1) —=—+— T 疋=2.2x10*R«0"(s /) Ky 上y kxM =儿)=2・2xl0」x(0・05-2xa01) = 6・6"0"j^o/G ・M2) ⑵降螟培上回=0.0232〔空）0•气上_尸33d A pD・.・Q « P,D 8 —dkg g —斗y =上占与P 无关EP洛=—=M = —m = 1-25P p "F?+忌 nK 尸"281*1°厂 y ； = 0.05-1.25x0.01 "1 =疋；Cx-儿 riaxio"眄= 577%、〒" 1 1 W210、证明 5 '<* -- =—H -----Hy 上y &上占+竺心 C a 匕 a Lak,jf/HSP % =眩+ -% X而用=%叫=%叫 两式相除得%=轨闲Na=-MoG 证毕•J 411、证昵 由物料衡算得 "鬲十2®-儿）L底浓度吸收儿=mx ・》咛竽小2）G mG-L得3訂=寻訂=汕了 __________ 1 _________ / __________________ 变 _________如G-J-J”沁 严-」％加、丄严G 、y 八 歹-牴--0-乃） G--）歹十（可丁2 ■也巧）“pnG1（1-- ）M +J —In _______ ________ L ________空 乃-叨心L•••丄("一©) = GO,— ”)wzG mO一厂片_ 一匸儿+刑叫a 給（討款F1 _ wCJ _ ?w _ 1 A Z 剛旳的21=丄必1_715、解：(1)比=X (1-7)= 0・02X (1・0.95) = 0・001A = 1.50,-J 2)/(^-A2)= 1.5X (0.02-0.001)/(^^-0.0004) = 1.75 G广 jK] = ¥%-}^) + E = ；p^x(0.02-aCJ01)+00004 = 0.0113 (2) A/1 =yj-wx, = 0.02-12x0.0113= 6.44x10-3场=乃一加心=0 001-1-2x0.0004 = 5.2x10^咲。
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π 4
D2
(P
−
P0
)
=
mg
P
=
mg π D2
+
P0
4
P = P0 + ∆h ⋅ ρg
7. 已知：P(真)=82kPa，Pa=100kPa 求： P(绝)，H
解题思路：P(绝)=Pa-P(真) P(绝)+ρgH=Pa
8. 已知：ρA=ρB=ρ，指示剂密度为ρi 求：(1) R 与 H 之关系 (2)PA 与 PB 之关系
3
解题思路：(1)由静力学可知： PA-PB=R (ρi –ρ)g =H (ρi –ρ)g
(2)∵ρi >ρ ∴PA-PB=H(ρi –ρ)g>0 即 PA>PB PA+ZAρg> PB +ZBρg PA>PB+(ZB-ZA)ρg> PB
9. 已知：如图所示：
求证：
PB
=
Pa
−
hg( ρ 2
−
ρ1 )
∴ qV 1
=
qV 0
×
T1 T0
×
P0 P1
∴ u = qV 1 1 πd 2 4
(2) ρ = pM RT
∴G = u⋅ρ
(3)
ρ0
=
29 22.4
qm = ρ0 ⋅ qV 0
12．已知：qV=60m3/h，dA=100mm, dB=200mm, hAB=0.2m, ρi=1630 kg/m3, ρ=1000 kg/m3,
求：(1)指示剂哪侧高，R=？ (2)扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？
解题思路：(1) 取 A、B 两个管截面列柏努利方程
得 PA
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1 95x10-3二:.爲= 44x -------------- = 4 78x 10_3^CO 2 /kgH 2O1S■(章气体吸收L 解；查 刘叱水的 P s =4.24Kpa p=P-Ps=l01.3-4.24=37.06KPaE 厶江込二込二"06冥9严如―1沢9沏甩0 C, C,M K C S M 3 2.857X 1(FS<182、解;查25t CO 丁一巴0系统£ = 1.661x10^/^1设当地大气压为1包血即1.033at 且 不计溶剂分=10+1.033= 11.033a£ =1.08xl03jtW/m 1 (绝) p 2 = 0 2+1.033 = 1 23^ = 1.SlxlO^fcV/w?(绝) p = EX,p = FQy/>! _ 1.08X 103X 0.3~Y~1.661xlO r= 1.95xl0-s对稀溶液，其比质量分率X =1%"7 28 x 10弓X 2 = 44x- ------------- = 1.78X 10-3^(7O 2 IkgH^O3、解’ 2(PC 时，超= 406x10弓型玖二4 06x1炉防解得 w = 1.38xl0-3^Z⑴"亍^^ = 2停沪=密ws = 1.38 x 10^ x 32 x 105= 44.27 ffsg / w(2)漑-174、解：HiC-Cli系统，2WC 时，E x= 0.537 ^WMPa = 0.537xlOWa吨"金0需：黑爲W9X10-y 01X05n l s x OJ X S ZH X h H /T 2X F O I X Q I O H <—貯)M O O H S O l £O OO S £ g x :劉 Jz o J O x e x g H X r H f破/89E O O O L■S X 8O HJ.wx %「剤$5O X8O H Q CWCS X O8OH T 600寸9L O O O N (H I 5 V S X 601—•N (X I 貯)oL lx茗寸—T sl x g o /I sl xa s .oI 副2_=0：025 = 1 0xl0_3=?加2 25O 一兀)2 = 0 025 - 0.005= 0.02(x tf-x)2 = (10-2)X10-,= 8xl0-4・,匕空二匹= 1.33倍0-儿)1 0.015(x,-x)2 = 8.0x10^ = 26?倍(q-x)i 3.0X10-46、解：查20°C 水，去如二2.3346畑，去別=101.3-2.3346 = 98.9654畑= 101.3-1.33 = 99.97^QOCD O = 0.220xlO^w2/^ 20V D= 0.252xlQ-4w2/sN A-A^=^A 8M厂=2137s = 0.59 防7、解：查3(PC, _D= 0.26&//s,Q = 995.7畑/沪，饱和蒸汽压p kl = 31.22tn?nHgPn= 760-31.82 = 122>fntnHgp^7 =160fnfnHg轴羽4嗨,“0.01+为⑴齢3亦忖= 1.44x10% = 16/7 边K G a k G a k L a k y a k L a 64.6 16.6K y a = PK G a = 54.9 K泅心•心⑵K£a = HK^ = 4.62x0.542 = 2.5049、解：(1) — = —+ —^AT=2.2xlO^ Kmol f(s • tn )K y k y kxN A = K y (y-y e -) = 2.2X1Q-4 x(0.05- 2x0.01) = 6.6x10”幻沏(s /) ⑵降膜塔心= 0.023#(罟严(名严vpccP,Dcc-^=>Ar g 8 占=>匕=k g P =>k y 与P 无关 Ep淤=—=加=—fn= 1.25P P 11 — + — ^> AT 1 =2.81x10^k l y kx y尹一尹； = 0.05-1.25x0.01Kg -几)=1 05x10* -^-^ = 57.7%10、证明：*/ — ---- 1—匕K即 H 0G = kg^H L/C•.• y = tnx:. 2x = mKy而 H = H 0G W 0G = H Ql W Ql两式相除得 N OG = AN OL 即"。
化工原理(陈敏恒第三版)课后思考题答案
第一章第二章第三章第四章第五章第六章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章填空题 1. 254.64。
2. 29.12。
3. 5.6:15.59。
4.高阻，H=3*（35-200qv2），H=35-200*qv2/4。
5. 2,0.56.22．7.液体样特性，不均匀性，恒定的压降。
8.热流量，单位时间或者检验设计是否合理，并考核正常操作下气液量的范围，了解塔的操作弹性，判断有无增产能力，减负荷能否正常运行。
增大，不变，减小，变大，变大。
温度易于调节，饱和蒸汽压低.加热不易挥发，毒性小.使用安全，价格低廉等。
塔顶重组分浓度增大，适当提高加热蒸汽的压力。
升高，不变，降低，不变。
问答题五项标准：1.通过能力，2.塔板效率，3.塔板压降，4.操作弹性，5.结构简单.制造成本低。
见考研教案177页略09答案填空题气液两膜层的分子扩散过程。
平均含水量，自由含水量，不会变化，同温度下纯水的饱和，逐渐下降。
液相传向气相，液相传向气相，气相传向液相，液相传向气相。
无产品，操作线与对角线重合理论塔板数最少，设备开工调试实验研究。
232.64。
fai t ,t tw, t. td.2 :1,1 :1.分离效率，压降。
降低相对湿度，提高温度。
或者增大吸湿能力，增大器热焓。
二.选择题1.C2.B3.C4.C5.C6.C7.C8.D9.B10.D三.问答题1.板式塔的主要构件时塔板。
塔板的主要构造包括筛孔、溢流堰、降液管。
筛孔的作用是共气体自下而上的流动通道；溢流堰的作用是为了保证气液两相在塔板上有足够的接触面积，塔板上必须有一定量的液体。
降液管的作用是作为液体自上层塔板流至下层塔板的通道。
2.tw=t-KH*rw(Hw-H)/a。
点效率是指塔板上某一点的局部效率，反应了该点上气液接触的状况，而单板效率描述的是全板的平均值。
3.略四.0.0127,0.0177。
五.2.226.m．六.y=2x-0.05，0.58.七.24837.38kg干气/h，3.03*1000kj。
化工原理 第三版 课后答案 陈敏恒
解题思路：PA-PC=(h1-h2)(ρi –ρ)g PC-PB=(h3-h4)(ρi –ρ)g ∴ PA-PB=(h1-h2+h3-h4) (ρi –ρ)g 又 ZA=ZB ∴ΔPAB=ΔPAB 6. 已知：D=9m，m=10t 求： P,Δh。
2
解题思路：设大气压为 P0，由题设条件知可用静力学求解。
P1
u 2 P u 2 P u 2 A1 + 1 = 2+ 2 = 2+ 1 ρ 2 ρ 2 ρ 2 A 2
P1 − P2
2
∴
ρ
u2 = 1 2
A 2 1 A − 1 2
2(P1 − P2 ) 2 ρ ( A1 − A2 2)
9
解题思路：(1) q v 2 = q vs + q vj （质量守恒）
π 2 (D − d 2 j ) 4 π q vj = u j ⋅ d 2 j 4
q vs = u s ⋅
∴ u2 =
qV 2 A2
(2) 由 1 截面至 2 截面列动量守恒方程, 则
(P1 − P2 )A = q v 2 ρu 2 − q vj ρu j − q vs ρu s
解题思路：以 1-2-3 为等压面，列静力学方程： PA=P1+ρg (H-R) P1=P2=P3 P3=Pa+ρiRg ∴ PA= Pa+ρiRg+ρ(H-R)g PA（表）= PA（绝）- pa 2. 已知：R=130mm, h=20cm, D=2m, ρ=980kg/m3, ρi=13600kg/m3。管道中 空气缓慢流动。 求：贮槽内液体的储存量 W。
∴ Px = [(gz 1 +