化學工程 102 年化工熱力學考古題

㈠請以文字敘述熱力學第一定律的物理意義。（5 分） ㈡請以文字敘述熱力學第二定律的物理意義。（5 分） ㈢請以文字敘述能源危機與熱力學第二定律的關係。（5 分） ㈣請以圖形及公式表示一開放系統（以與外界交換質量、熱量及機械功）的熱力學 第一定律。（5 分） ㈤請以圖形及公式表示一封閉系統（以與外界交換熱量及機械功，但沒有質量交換） 的熱力學第二定律。（5 分）

某工廠有一熱交換器，使用蒸汽冷凝將一股物料從60℃加到90℃，物料的流量為 hr kg ，比熱為 K kg kJ

⋅ ；使用蒸汽量為 hr kg 60 ，全部被冷凝為飽和水，蒸汽的潛 熱為 kg kJ 。請回答下列問題： ㈠物料吸收的熱量是多少？（8 分） ㈡蒸汽放出的潛熱為多少？（8 分） ㈢下列那種情況可能發生？並分別說明原因。 熱交換器保溫不良。（3 分） 蒸汽的流量計測量值太低。（3 分） 被加熱物料熱交換器在出口溫度計測量值太高。（3 分） 102年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 類 科： 化學工程技師 三、在500 K 時，下列反應的平衡壓力為0.1 mmHg； CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) 反應熱為 mol J 。請回答下列問題： ㈠溫度為1000 K 時反應的平衡壓力是多少？（5 分） ㈡溫度為1000 K 時單位莫爾吉伯氏反應自由能是多少？（10 分） ㈢溫度為1000 K、CO2 分壓為20 mmHg 時，CaCO3 分解反應繼續進行的化學勢是 多少mol kJ ？（5 分） ㈣溫度為1000 K、CO2 分壓為平衡壓力時，CaCO3 分解反應繼續進行的化學勢是多 少mol kJ ？（5 分）

有一雙成分系統A+B 在25℃的飽和蒸汽壓數據如下： 壓力 （Pa） 液相中 A 莫爾分率 汽相中 A 莫爾分率 0.00 0.000 0.10 0.450 0.20 0.560 0.30 0.613 0.40 0.651 0.50 0.687 0.60 0.727 0.70 0.775 0.80 0.833 0.90 0.906 0.95 0.950 1.00 1.000 請回答下列問題： ㈠A 的飽和蒸汽壓是多少？（3 分） ㈡B 的飽和蒸汽壓是多少？（3 分） ㈢此一系統共沸物中A 的莫爾分率是多少？（3 分） ㈣此一系統共沸壓力是多少？（3 分） ㈤此一系統是最高沸點共沸還是最低沸點共沸？（3 分） ㈥在A 液相莫爾分率為0.5 時A 的活性係數是多少？（5 分） ㈦在A 液相莫爾分率為0.5 時B 的活性係數是多少？（5 分）