冶金傳輸原理-質(zhì)量傳輸-第9章第10章 試題庫-2023修改整理

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦冶金傳輸原理-質(zhì)量傳輸-第9章第10章試題庫第9、10章質(zhì)量傳輸基本概念

題1、由O2(組分A)和CO2（組分B）構成的二元系統(tǒng)中發(fā)生一維穩(wěn)態(tài)蔓延。已知

,/0003.0,/0017.0,/0622.0,/0207.033smusmumkmolcmkmolcBABA====試計

算：（1）。nnnNNNuuBABAm,,)3(;,,)2(;,

解：（1）

3

3

3B3A/0829.00622.00207.0/399.3737.2662.0/737.2440622.0/6624.0320227.0mkmolcccm

kgmkgMcmkgMcBABABBAA=+=+==+=+==?====?==ρρρρρ

則

smuuuBBAA/10727.5)0003.0737.20227.0662.0(399

.31

)(1

4-?=?+?=

+=

ρρρ

smucuccuBBAAm/10496.6)0003.00622.00017.00207.0(0829

.01)(14-?=?+?=+=

（2）)/(10519.30017.00207.025smkmolucNAAA??=?==-

)/(10866.10003.00622.025smkmolucNBBB??=?==-

則)/(10385.510866.110

519.32555

smkmolNNNBA??=?+?=+=

（3）)/(10125.10017.0662.02

3

smkgunAAA??=?==-ρ)/(10211.80003.0737.22

4

smkgunBBB??=?==-ρ則)/(10946.12

3

smkgnnnBA??=+=-

題2、在101.3Kpa,52K條件下，某混合氣體各組分的摩爾分數(shù)分離為：CO2為0.080；

O2為0.035；H2O為0.160；N2為0.725。各組分在z方向的肯定速度分離為：2.44m/s;3.66m/s;5.49m/s;3.96m/s。試計算：

（1）混合氣體的質(zhì)量平均速度u;(2)混合氣體的摩爾平均速度um;(3)組分CO2的質(zhì)量通量;2COj（4）組分CO2的摩爾通量。2COJ

解：已知

28

/96.3725

.018/49.516.032/66.3035.044/44.208.0222222222222============COCONCOCOHOCOCOOCOCOCOMs

mvxMsmvxMsmvxMsmvx

1265.082

.2752

.33.2088.212.152.352.328

725.01816.032035.04408.044

08.02

22222222

22==+++=?+?+?+??=

+++=

NNHOHOOOCOCOCOCOCOMxMxMxMxMxw

0403.082

.2712

.12

22222222

22==

+++=

NNHOHOOOCOCOOOOMxMxMxMxMxw1035.082

.2788

.22

22222222

22==

+++=NNHOHOOOCOCOHOHOHOMxMxMxMxMxw7292.082

.273

.202

22222222

22==

+++=

NNHOHOOOCOCONNNMxMxMxMxMxw（1）

914

.396.37297.049.51035.066

.30403.044.21265.022222222=?+?+?+?=+++=NNHOHOOOCOCOvwvwvwvwv

（2）0727

.496.3725.049.5160.066

.3035.044.208.022222222=?+?+?+?=+++=NNHOHOOOCOCOmvxvxvxvxv

（3）3/745.1852

314.808

.010130022mmolRT

pcCOCO=??=

=

3/78.82444745.182

2

2

mgMcCOCOCO=?==ρ

s

mg

vvjCOCOCO?-=-?=-=

273.1215)914.344.2(78.824)(2

2

2ρ（4）s

mmolvvcJmCOCOCO?-=-?=-=260.30)0727

.444.2(745.18)(222

題3、求1.013×105

Pa氣壓下，298K的空氣與飽和水和水蒸氣的混合物中的水蒸氣濃

度。已知該溫度下飽和水蒸氣壓強pA=0.03168×105

Pa,水的相對分子質(zhì)量MA=18，空氣相對分子質(zhì)量MB=28.9.

解：空氣的分壓

PapppAB555109816.01003168.01001325.1?=?-?=-=

水蒸氣濃度

（1）摩爾分數(shù)

0313.01001325.11003168.05

5

=??==ppxAA

（2）質(zhì)量分數(shù)

0197

.09.28)0313.01(180313.018

0313.0)1(?-+??=

-+=+=

BAAAAABBAAAAAwxwxwxwxwxwxw

（3）物質(zhì)的量濃度

35

/28.1298

314.81003168.0mmolRTpcAA=??==

（4）質(zhì)量濃度

3/231828.1mgMcAAA=?==ρ

題4、半導體蔓延工藝中，包圍硅片的氣體中含有大量的雜質(zhì)原子，雜質(zhì)不斷地通過硅片表面對內(nèi)部蔓延，在以下兩種狀況下試確定該硅片的邊界條件。

（1）半導體的蔓延工藝是恒定表面濃度蔓延，即硅片表面的雜質(zhì)濃度保持一定；（2）半導體的蔓延工藝是限定源蔓延，沒有外來的雜質(zhì)通過硅片表面進入硅片。解：（1）因為半導體的蔓延工藝是恒定表面濃度蔓延，硅片的邊界就是它的表面z=0和z=l,可以看成一維問題，邊界上雜質(zhì)的濃度保持為常數(shù)c0,此時邊界條件可寫為

00),(,),0(clzcczc=