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技師◆化工熱力學
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103年 - 103 專技高考_化學工程技師:化工熱力學#24978
科目:
技師◆化工熱力學 |
年份:
103年 |
選擇題數:
0 |
申論題數:
6
試卷資訊
所屬科目:
技師◆化工熱力學
選擇題 (0)
申論題 (6)
⑴若過程非常緩慢,假設氣體的溫度可以保持固定。(5 分)
⑵若過程非常迅速,假設熱量散失可以忽略。(10 分) [已知氣體常數R= 8.314 Pa.mol.K=8.314Pa.m
3
/mol .K, 熱容(heat capacity)C
p
= 30 kJ/kmol⋅K。]
二、水蒸氣(steam)在壓力 12 bar、溫度 500℃(狀態 1)經由直徑為 8 cm 的管線以 5 m/s 的速度進入一個渦輪機,然後在壓力 0.4 bar、溫度 150℃(狀態 2)下經由直 徑為 20 cm 的管線排出渦輪機,若進出口的位能差可以忽略,且該渦輪機之功率輸 出為 10 kW,則該渦輪機之熱散失有若干 kW?(20 分) 在各狀態下,水蒸氣每公斤的焓(enthalpy)與體積可以由蒸汽表查出如下:
H
1
= 3476.1 kJ/kg V
1
= 0.2945 m
3
/kg
H
2
= 2780.9 kJ/kg V
2
= 4.8658 m
3
/kg
三、有一個發明家聲稱可以製作出一個新型裝置,該裝置在運轉時穩定的導入 2 bar、 300 K 的空氣,然後將輸出的空氣分成較高溫(310 K)與較低溫(270 K)兩股流 線,壓力皆為 1 bar,而較高溫空氣之質量流率是較低溫者的 3 倍,該裝置並沒有作 功,而且保持絕熱。若空氣可以假設為理想氣體,其定壓下的熱容(heat capacity) C
p
= 30 kJ/kmol⋅K,請以熱力學的定律評論該裝置是否可行。(15 分)
【已刪除】四、6 mol 的 NaOH(5H
2
O)水溶液與 5 mol 的 HCl(4H
2
O)水溶液在 25℃下依下列化學反應 式生成 11 mol 的 NaCl(10H
2
O)溶液:
NaOH(5H
2
O)+ HCl(4H
2
O)→ NaCl(10H
2
O)
若生成物之溫度亦維持在 25℃,則該化學反應之反應熱為若干 kcal/mol?(20 分) 各化合物的標準生成熱列於下表:
五、在溫度 300 K 下,一個由物質 1 與 2 所構成的雙成分氣-液平衡系統,若成分 1 在液 相中的莫耳分率為 0.5,請計算系統之平衡壓力與氣相莫耳分率 y
1
。已知在溫度 300 K 下,各純物質的蒸氣壓分別為P
1
sat
= 78.12 kPa 與P
2
sat
=36.42 kPa,兩個成分之活性 係數(activity coefficient)的經驗式可以分別表示成: lnγ = Ax
2
2
與 lnγ2=Ax
1
2
= ,而 且系統會在x
1
az
= y
1
az
= 0.7 形成共沸點。(30 分)