试求氢和空气的纽特逊扩散系数，并与DAB进行比较。

问答题在一平均直径为50Å、长度为0.4m的毛细管内，存在有氢气（组分A）和空气（组分B）的混合物，气体的总压为1.013×10⁵Pa，温度为273K。已知氢气的分子运动平均自由程为1.12×10^–5cm，空气的分子运动平均自由程为7.0×10^–6cm，在毛细管两端处氢的分压分别为p_A1=2.01×10³Pa、p_A2=1.05×10³Pa。试求氢和空气的纽特逊扩散系数，并与D_AB进行比较。

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1.问答题在一平均直径为50Å、长度为0.4m的毛细管内，存在有氢气（组分A）和空气（组分B）的混合物，气体的总压为1.013×10⁵Pa，温度为273K。已知氢气的分子运动平均自由程为1.12×10^–5cm，空气的分子运动平均自由程为7.0×10^–6cm，在毛细管两端处氢的分压分别为p_A1=2.01×10³Pa、p_A2=1.05×10³Pa。试判断在毛细管中氢和空气的扩散是否为纽特逊扩散。

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2.问答题在一松散的沙粒填充床空隙中充满空气和NH₃的气体混合物，气相总压为1.013×10⁵Pa，温度为300K。NH₃在砂床顶部的分压为1.58×10³Pa，在砂床底部的分压为零。试求NH₃在砂床中的扩散通量。已知砂床高度为2.2m，空隙率为0.3，曲折因数为1.87。

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3.问答题在外径为30mm、厚度为5mm、长度为5m的硫化氯丁橡胶管中，有压力为2atm、温度为290K的纯氢气流动，试求氢气通过橡胶管壁扩散而漏失的速率。已知在STP（273K和1atm）下氢在硫化氯丁橡胶管中的溶解度S=0.051cm³/（cm³橡胶·atm）。设胶管外表面氢气分压为零，并忽略胶管外部的传质阻力。

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4.问答题利用威尔基-张和斯凯贝尔公式计算丙酮（组分A）在水（组分B）中的扩散系数。已知系统的温度为283K。

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5.问答题在温度为278K的条件下，令NH₃（组分A）-水（组分B）溶液同一种与水不互溶的有机液体接触，两相均不流动。NH₃自水相向有机相扩散。在两相界面处，水相中的NH₃维持平衡，其值为质量分数2%，该处溶液的密度ρ₁=0.9917g/cm³。在离界面4mm的水相中，NH₃的质量分数为10%，溶液密度ρ₂=0.9617g/cm³。278K时NH₃在水中的扩散系数D_AB=1.24×10⁻⁹m²/s，设扩散为稳态扩散。求水的扩散通量，并对求算结果做出说明。

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N_B=0
因为水不溶于有机物，故其扩散通量为零，即水为停滞组分。

6.问答题在温度为278K的条件下，令NH₃（组分A）-水（组分B）溶液同一种与水不互溶的有机液体接触，两相均不流动。NH₃自水相向有机相扩散。在两相界面处，水相中的NH₃维持平衡，其值为质量分数2%，该处溶液的密度ρ₁=0.9917g/cm³。在离界面4mm的水相中，NH₃的质量分数为10%，溶液密度ρ₂=0.9617g/cm³。278K时NH₃在水中的扩散系数D_AB=1.24×10⁻⁹m²/s，设扩散为稳态扩散。求NH₃的扩散通量。

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7.问答题在一直立玻璃管的底部装有温度为298K的水，水面与管顶之间的垂直距离为200mm，在管顶之上有298K、1atm的绝干空气缓慢吹过，试求水面下降5mm时所需的时间。已知298K、1atm下水-空气的扩散系数D_AB=0.260×10⁻⁴m²/s。

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8.问答题假定某一块地板上洒有一层厚度为1mm的水，水温为297K，欲将这层水在297K的静止空气中蒸干，试求过程所需的时间。已知气相总压为1atm，空气湿含量为0.002kg/kg干空气，297K时水的密度为997.2kg/m³，饱和蒸气压为22.38mmHg，空气-水系统的D_AB=0.26×10⁻⁴m²/s。假设水的蒸发扩散距离为5mm。

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9.问答题 一工业用氨气管路，压力需维持在101.3kPa左右。为防止超压，在管路上接一长为20m、直径为3mm的小管，和大气相通，如图所示。整个系统的温度为298K，氨在空气中的扩散系数为2.8×10⁻⁵m²/s。

求当氨气流量为5kg/h时混入氨气管路空气所占的质量分数。

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10.问答题 一工业用氨气管路，压力需维持在101.3kPa左右。为防止超压，在管路上接一长为20m、直径为3mm的小管，和大气相通，如图所示。整个系统的温度为298K，氨在空气中的扩散系数为2.8×10⁻⁵m²/s。

求混入氨气管路造成污染的空气的质量流率。

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