化學工程 102 年化工熱力學考古題

請以文字敘述熱力學第一定律的物理意義。（5 分） 請以文字敘述熱力學第二定律的物理意義。（5 分） 請以文字敘述能源危機與熱力學第二定律的關係。（5 分） 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） 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 1300 ，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 2256 。請回答下列問題： 物料吸收的熱量是多少？（8 分） 蒸汽放出的潛熱為多少？（8 分） 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 全一張 （背面） 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 50000 。請回答下列問題： 溫度為1000 K 時反應的平衡壓力是多少？（5 分） 溫度為1000 K 時單位莫爾吉伯氏反應自由能是多少？（10 分） 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） 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 3171 0.00 0.000 5302 0.10 0.450 6218 0.20 0.560 6701 0.30 0.613 7021 0.40 0.651 7276 0.50 0.687 7498 0.60 0.727 7688 0.70 0.775 7836 0.80 0.833 7923 0.90 0.906 7936 0.95 0.950 7924 1.00 1.000 請回答下列問題： A 的飽和蒸汽壓是多少？（3 分） B 的飽和蒸汽壓是多少？（3 分） 此一系統共沸物中A 的莫爾分率是多少？（3 分） 此一系統共沸壓力是多少？（3 分） 此一系統是最高沸點共沸還是最低沸點共沸？（3 分） 在A 液相莫爾分率為0.5 時A 的活性係數是多少？（5 分） 在A 液相莫爾分率為0.5 時B 的活性係數是多少？（5 分）