化學工程 98 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/98-%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
時間為零時， t = 0，攪拌槽內有 500 kg的鹽水（含10%的A）。t＞0 時，開始進
料，進料鹽水中含有20%的A，進料流率為10 kg/h。t＞0 時，也開始出料，鹽水出
料流率為5 kg/h。請由質量均衡開始，導出攪拌槽中A的質量分率wA 與時間t 之間
的關係式。M = 槽內鹽水質量；wA= 槽內A之質量分率；t = 時間。（24 分）

第 2 題
有一支熱水圓管的外徑（outside diameter）為0.16 m，在管外面舖上一層軟木層，層
厚0.04 m（熱傳導係數 k = 0.05 W/(m·K)）。軟木層外表的溫度為30℃，每 1 m 管子
的熱散失速率為 29.1 W/m。請求出熱水管與軟木層交界處的溫度為多少？（20 分）
q = -kAL (T2 –T1 )/ (r2 –r1 )；AL= 2πL (r2 –r1 )/ ln(r2 /r1) 。
q：熱散失速率；k：熱傳導係數；T1：熱水管與軟木層交界處溫度；T2：軟木層外
表溫度；r1：熱水管半徑；r2：軟木層外表半徑。

第 3 題
有一飽和蒸氣和飽和液體的A和B 混合物（A之莫耳分率為xAF），送入精餾塔
（fractionating tower）中蒸餾（distillation）。塔頂產品之A莫耳分率為xAD 塔底產
品之A莫耳分率為xAW。我們利用麥凱布/奚禮（McCabe/Thiele）作圖法，求所需之
階數（stage）。請在 yA（A之氣體分率）對xA（A之液體分率）的圖上標出下面各
點或各線。（24 分）
㈠xAD、xAF 及xAW。
㈡平衡線、增濃段操作線、汽提段操作線及q 線。
㈢各階。
（本題是要瞭解應考者對本作圖法的瞭解情形。請不要在意各點或各線的正確值）

第 4 題
在 A 和B 的二成分系統中，A 的連續方程式為
(
)
A
A
A
AB
A
R
C
C
D
t
C
+
∨
•
∇
−
∇
•
∇
=
∂
∂

CA：A的濃度；t：時間；DAB：擴散係數；∨：流速；RA：每單位體積，A因化學反
應產生的速率。
請寫出下面各個特殊情況下的連續方程式：（12 分）
㈠無化學反應，亦無整體流動（no bulk flow）。
㈡無化學反應，且成分A 濃度極低。

98年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、消
防設備師考試、普通考試不動產經紀人、記帳士、第
二次消防設備士考試暨特種考試語言治療師考試試題
類  科： 化學工程技師

第 5 題
流體在水平圓管內作滿流層流流動時的流速分布公式為
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟⎠
⎞
⎜⎝
⎛
−
⎟⎠
⎞
⎜⎝
⎛
−
=
∨
2
0
2
1
4
R
r
L
P
P
R
L
z
µ

z
∨：流體在z方向的速度；R：圓管半徑；µ ：黏度；P0：圓管進口處壓力；PL：圓
管出口處壓力；L：圓管長度；
〉
〈∨z ：z方向的流體平均速度。
請導出：
㈠平均速度三次方
的表示式。（10 分）
3〉
〈∨z
㈡速度三次方之平均
的表示式。（10 分）
〉
〈∨3
z

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。