题目
在恒压过滤操作中,忽略过滤介质的阻力,且过滤面积恒定,则所得的滤液量与过滤时间的()次方成正比,而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的()次方成反比。()A. 1/2,2B. 2,1/2C. 1,1/2D. 1/2,1
在恒压过滤操作中,忽略过滤介质的阻力,且过滤面积恒定,则所得的滤液量与过滤时间的()次方成正比,而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的()次方成反比。()
A. 1/2,2
B. 2,1/2
C. 1,1/2
D. 1/2,1
题目解答
答案
A. 1/2,2
解析
本题主要考察恒压过滤操作的基本关系,需结合过滤方程分析滤液量与过滤时间、过滤时间与过滤面积的比例关系。
步骤1:恒压过滤方程推导
恒压过滤时,忽略介质阻力的过滤方程为:
$q^2 = 2K\tau$
其中:
- $q$ 为单位面积滤液量($q = V/A$,$V$ 为总滤液量,$A$ 为过滤面积),
- $K$ 为过滤常数,
- $\tau$ 为过滤时间。
步骤2:滤液量与过滤时间的关系
由 $q^2 = 2K\tau$,得 $q = \sqrt{2K\tau}$,即 $q \propto \tau^{1/2}$。
因总滤液量 $V = Aq$,过滤面积 $A$ 恒定,故 $V \propto q \propto \tau^{1/2}$,即滤液量与过滤时间的1/2次方成正比。
步骤3:过滤时间与过滤面积的关系
对一定滤液量 $V$,$q = V/A$ 为定值,代入过滤方程:
$(V/A)^2 = 2K\tau$
整理得 $\tau = V^2/(2KA^2)$,即 $\tau \propto A^{-2}$,过滤时间与过滤面积的2次方成反比。