题目
恒压过滤中,随过滤时间的增加,过滤速率将()A. 增大B. 不变C. 减小
恒压过滤中,随过滤时间的增加,过滤速率将()
A. 增大
B. 不变
C. 减小
题目解答
答案
C. 减小
解析
考查要点:本题主要考查恒压过滤过程中过滤速率的变化规律,需要理解过滤速率与滤饼厚度、阻力之间的关系。
解题核心思路:在恒压过滤中,过滤压力保持不变,但随着过滤时间的延长,滤饼厚度逐渐增加,导致过滤阻力增大。根据过滤基本公式,过滤速率与阻力成反比,因此速率会随时间减小。
破题关键点:明确恒压条件下,滤饼厚度增加是导致过滤速率下降的直接原因,而非压力变化。
在恒压过滤过程中,过滤压力始终保持恒定。随着过滤时间的推移,滤饼逐渐形成并增厚。根据过滤基本原理,过滤速率 $q$ 与压力差 $\Delta P$ 和过滤面积 $A$ 成正比,与滤饼阻力 $R$ 成反比,即:
$q = \frac{\Delta P \cdot A}{R}$
由于滤饼厚度 $L$ 随时间 $t$ 增加而增大,而滤饼阻力 $R$ 与厚度 $L$ 成正比($R = kL$,$k$ 为比例常数),因此:
$q = \frac{\Delta P \cdot A}{kL}$
在恒压条件下($\Delta P$ 不变),随着 $L$ 增大,过滤速率 $q$ 逐渐减小。进一步结合过滤动力学公式(如 $V^2 = Kt$,$V$ 为过滤体积,$t$ 为时间),可推导出速率 $q = \frac{dV}{dt} = \frac{K}{2\sqrt{Kt}}$,显然 $q$ 随 $t$ 增大而减小。