申論題

二、以一恆溫恆壓反應器中進行一階不可逆氣相反應A → B，反應速率常數 k 為 0.01 s^-1， 反應器體積為 300 公升。進料中僅含有 A，其濃度為 0.2 mol/L，體積流率為 4.0 L/s。 當進行操作時，發現反應之轉化率僅達到栓流式反應器（plug flow reactor, PFR）轉化 率之 90%。偏差理想 PFR 的可能原因為在反應器中產生部分逆向混合（backmixing） 所致。為了模擬此非理想反應器，假設此非理想反應器之行為與 N 個等體積串聯之 連續式攪拌反應器（continuous stirred tank reactor, CSTR）行為相同，此 N 個 CSTR 體積總合仍為 300 公升。基於此假設，請計算 N 的數值，由於為一階反應，N 可為 非整數。（20 分）