8-2、浅盘内盛水深5mm,在101.3kPa、298K下向大气蒸发。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸气压可以忽略,求水蒸发完所需的时间。扩散系数可由表8-1中查取。

步骤 1：确定已知条件
已知条件包括：大气压P=101.3kPa，水的密度ρw=1000kg·m-3，温度T=298K，气层厚度z=3mm，水深h=5mm。根据题目要求，需要查表得到298K下水的饱和蒸气压和扩散系数。

步骤 2：查表得到水的饱和蒸气压和扩散系数
查表得到298K下，水的饱和蒸气压 =3.71kPa；扩散系数D=0.256cm2·s-1。

步骤 3：计算水蒸气的扩散速率
水蒸气的扩散速率，即水从单位面积液面汽化的速率为：
\[ J = \frac{D \cdot P_{\text{sat}}}{z} \]
其中，D为扩散系数，P_{\text{sat}}为水的饱和蒸气压，z为气层厚度。将已知数值代入计算：
\[ J = \frac{0.256 \times 10^{-4} \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-1} \times 3.71 \times 10^3 \text{Pa}}{3 \times 10^{-3} \text{m}} \]
\[ J = \frac{0.256 \times 3.71 \times 10^{-1} \text{kg} \cdot \text{m}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}}{3 \times 10^{-3} \text{m}} \]
\[ J = 32.1 \text{kg} \cdot \text{m}^{-2} \cdot \text{s}^{-1} \]

步骤 4：计算单位面积×5mm的水域内含水量
单位面积×5mm的水域内含水量为：
\[ m = \rho_w \cdot h = 1000 \text{kg} \cdot \text{m}^{-3} \times 5 \times 10^{-3} \text{m} = 5 \text{kg} \cdot \text{m}^{-2} \]

步骤 5：计算水蒸发完所需时间
水蒸发完所需时间为：
\[ t = \frac{m}{J} = \frac{5 \text{kg} \cdot \text{m}^{-2}}{32.1 \text{kg} \cdot \text{m}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}} \]
\[ t = 0.156 \text{s} \]