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問答題在一平均直徑為50Å、長度為0.4m的毛細管內，存在有氫氣（組分A）和空氣（組分B）的混合物，氣體的總壓為1.013×10⁵Pa，溫度為273K。已知氫氣的分子運動平均自由程為1.12×10^–5cm，空氣的分子運動平均自由程為7.0×10^–6cm，在毛細管兩端處氫的分壓分別為p_A1=2.01×10³Pa、p_A2=1.05×10³Pa。試求氫和空氣的紐特遜擴散系數，并與D_AB進行比較。

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1.問答題在一平均直徑為50Å、長度為0.4m的毛細管內，存在有氫氣（組分A）和空氣（組分B）的混合物，氣體的總壓為1.013×10⁵Pa，溫度為273K。已知氫氣的分子運動平均自由程為1.12×10^–5cm，空氣的分子運動平均自由程為7.0×10^–6cm，在毛細管兩端處氫的分壓分別為p_A1=2.01×10³Pa、p_A2=1.05×10³Pa。試判斷在毛細管中氫和空氣的擴散是否為紐特遜擴散。

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2.問答題在一松散的沙粒填充床空隙中充滿空氣和NH₃的氣體混合物，氣相總壓為1.013×10⁵Pa，溫度為300K。NH₃在砂床頂部的分壓為1.58×10³Pa，在砂床底部的分壓為零。試求NH₃在砂床中的擴散通量。已知砂床高度為2.2m，空隙率為0.3，曲折因數為1.87。

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3.問答題在外徑為30mm、厚度為5mm、長度為5m的硫化氯丁橡膠管中，有壓力為2atm、溫度為290K的純氫氣流動，試求氫氣通過橡膠管壁擴散而漏失的速率。已知在STP（273K和1atm）下氫在硫化氯丁橡膠管中的溶解度S=0.051cm³/（cm³橡膠·atm）。設膠管外表面氫氣分壓為零，并忽略膠管外部的傳質阻力。

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4.問答題利用威爾基-張和斯凱貝爾公式計算丙酮（組分A）在水（組分B）中的擴散系數。已知系統(tǒng)的溫度為283K。

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5.問答題在溫度為278K的條件下，令NH₃（組分A）-水（組分B）溶液同一種與水不互溶的有機液體接觸，兩相均不流動。NH₃自水相向有機相擴散。在兩相界面處，水相中的NH₃維持平衡，其值為質量分數2%，該處溶液的密度ρ₁=0.9917g/cm³。在離界面4mm的水相中，NH₃的質量分數為10%，溶液密度ρ₂=0.9617g/cm³。278K時NH₃在水中的擴散系數D_AB=1.24×10⁻⁹m²/s，設擴散為穩(wěn)態(tài)擴散。求水的擴散通量，并對求算結果做出說明。

參考答案：

N_B=0
因為水不溶于有機物，故其擴散通量為零，即水為停滯組分。