Q232.
密度1.84 g/cm 3 的濃硫酸以1 m/s 的速度流經一直徑2 cm 的圓管，已知硫酸與管壁的摩擦係數為0.02，則硫酸流經10 m 長管子時有多少摩擦損失
化工 · 乙級 · 單元操作 · Q232
難易度分析
4 / 5
本題屬於典型的計算型題目，要求考生能正確選用流體力學公式，並在計算過程中完成多個物理量（如密度、管徑）的單位換算。由於涉及公式參數較多且容易與相似概念的係數混淆，對計算精確度與基礎知識的掌握程度有較高要求。
正確答案：①36.8
① 36.8:根據范寧摩擦損失公式 ΔP = 2fρv²L/D，代入 f=0.02、ρ=1840 kg/m³、v=1 m/s、L=10 m、D=0.02 m，計算得 ΔP = 2×0.02×1840×1²×10/0.02 = 36800 Pa = 36.8 kPa，此為正確答案。
錯誤選項解析
- ② 43.2:此數值錯誤。可能誤用了達西摩擦係數（f_Darcy = 4f_Fanning）而未正確轉換，或代入公式時單位換算有誤，導致結果偏高。
- ③ 82.5:此數值錯誤。可能將密度單位未從 g/cm³ 正確轉換為 kg/m³，或誤將管徑以 cm 直接代入而未換算為 m，造成計算結果嚴重偏離。
- ④ 94.8 kPa:此數值錯誤。可能混淆了范寧摩擦係數與達西摩擦係數的關係（f_Darcy = 4f_Fanning），若誤用 f=0.08 計算會得到約 147.2 kPa，此選項數值亦不符合正確計算邏輯。
Learning Tip
"單元操作中流體流動的摩擦損失計算，核心考點在於正確使用范寧摩擦損失公式 ΔP = 2fρv²L/D，並注意所有物理量必須採用SI 單位制（密度用 kg/m³、管徑用 m）。常考陷阱包括：①混淆范寧摩擦係數與達西摩擦係數（兩者相差 4 倍）；②密度單位 g/cm³ 未轉換為 kg/m³；③管徑 cm 未轉換為 m。實務上此類計算用於管路系統設計與泵浦選型，單位一致性是化工技師檢定的高頻失分點。"
學員答題分佈
①36.80%
②43.20%
③82.50%
④94.8 kPa0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！