化學工程 105 年輸送現象與單元操作考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/chemical-engineering/105-%E8%BC%B8%E9%80%81%E7%8F%BE%E8%B1%A1%E8%88%87%E5%96%AE%E5%85%83%E6%93%8D%E4%BD%9C

第 1 題
有關幫浦（pump）功率計算方程式，請回答下列問題：
㈠寫出下列方程式各符號（Wp, Ha, Hb 與η）的意義。（8 分）
η
η
H
Δ
=
−
=
a
b
p
H
H
W

㈡寫出上列方程式係如何從下列方程式推導得到。（18 分）
∫∫∫
∫∫
∂
∂
+
⋅
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛+
=
−
−
.
.
.
.
dV
t
dA
)
(
dt
δ
dt
δ
dt
δQ
V
C
S
C
s
ρe
n
v
p
e
W
W
ρ
ρ
μ

㈢寫出上項推導時，所做之三個重要假設。（6 分）

第 2 題
平板法為測定材料之導熱係數之一種方法。使用平板法測定材料的導熱係數時，平
板材料的一側用電熱器加熱，另一側用冷卻水通過夾層將熱量移走。同時用熱電偶
測得平板兩側的表面溫度，所加熱量則由電熱器的電壓和電流算出。當平板材料的
導熱面積為0.02 m2，厚度為0.01 m時，測得的數據如下：
電 熱 器
電壓，V
140
114
電流，A
2.8
2.28
平板材料
表面溫度，℃
高溫側
300
200
低溫側
100
50
請回答下列問題：
㈠材料的平均導熱係數。（9 分）
㈡若該材料的導熱係數符合如下關係：
k = k0（1+at），t 為溫度℃。式中k0 及a 值為若干？（6 分）
㈢寫出此方法量測導熱係數之三種可能誤差。（9 分）

第 3 題
有一半徑為R 之圓管，管內充滿靜止之某一液體，此液體中溶有濃度稀薄之溶質A，
A 依循下式進行擴散：
NA = －DAB d CA/dz
式中z 為圓管之軸向座標。此管之內壁含有分解A 之催化劑，其催化分解之速率可
以kCAAw 表示，其中k 為一階反應常數，Aw 為管內壁面積。假設管內徑向之濃度梯
度可忽略，請推導描述此系統成分A 濃度隨時間變化之微分方程式。（20 分）

105年特種考試地方政府公務人員考試試題
等
別： 三等考試
類
科： 化學工程
科
目： 輸送現象與單元操作

第 4 題
各種分離方法都是利用被分離的成分間性質的差異性進行分離，請寫出以下分離方
法各是利用什麼性質的差異：（每小題3 分，共24 分）
㈠蒸餾（distillation）
㈡液相萃取（liquid extraction）
㈢氣體吸收（gas absorption）
㈣乾燥（drying）
㈤篩分（screening）
㈥脫附（desorption）
㈦吸附（adsorption）
㈧結晶（crystallization）

第 5 題
一多孔圓球（半徑R）充滿揮發性物質A，懸浮於不含A“無限大”之靜止氣體中，
故對流效應可忽略且A 於無窮遠處濃度為零（
0
Ci,
=
∞
），又因物質A 潛熱（latent heat）
極低，因而可忽略熱傳效應。若該揮發性物質A 擴散係數（diffusivity）為常數D，
且球面（
R
r =
）能維持飽和濃度Ci,s，請以質量守恆建立球體外部濃度（
i
C ）與距
離（r）之微分方程式，並根據邊界條件解出該濃度函數
(r)
Ci
及雪耳伍德數（Sherwood
number）。（30 分）
A2
A1
A3
90°
A1
A2
R

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。