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化學反應工程學
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112年 - 112 高等考試_三級_化學工程:化學反應工程學#115757
> 申論題
二、一級可逆反應的基本反應式表示如下:
在反應系統中,反應物A初始濃度為[A]
0
,產物P初始濃度為[P]
0
。請估計反應開始後的反應物A瞬時濃度,以及反應達到平衡後的產物P的平衡濃度。(20分)
相關申論題
三、在塞流反應器(plugflowreactor)中進行一級氣相反應,基本反應式為。在穩定操作下,進料為60mol%的反應物A和40mol%惰性氣體I,進料量為1000kg/h,反應器溫度T=400K、壓力P=5bar,反應速率常數k=500h-1,A和I的分子量分別為44g/mol和40g/mol。當A的轉化率為40%,請估計反應器的體積。(20分)
#494846
四、在連續攪拌槽反應器(CSTR)中,進行一級可逆放熱反應(),這一個CSTR以體積流量為U0的高純度A為進料;兩項一級反應速率常數 k1、k2均遵循阿瑞尼斯方程式(Arrheniusequation),活化能分別為E1和E2,且頻率因數(pre-exponentialfactor)分別為A1和A2。請估計在CSTR所需要體積最小時,為了達成反應物A轉化率fA的最佳操作溫度?(20分)
#494847
五、甲醇可以藉由一氧化碳氫化反應得到,基本反應為CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)。 如果進料維持H2/CO莫耳比為2,反應系統維持在壓力P = 1.2 bar、溫度T = 300 K,請估計甲醇於反應平衡時的莫耳分率?(20分)雖然此反應的反應熱容易受溫度影響,但反應熱在T = 298.15 K~303.15 K間,仍可視為常數。產物和反應物在298.15 K的標準莫耳生成焓(standard molar enthalpy of formation,)和標準莫耳生成吉布斯自由能 (standard molar Gibbs free energy of formation, ),列表如下:
#494848
(一)現地飽 和度與濕單位重;(10分)
#494849
(二)飽和含水量與飽和單位重。(10分)
#494850
二、如下圖之滲流試驗,土樣A與B放置於容器中,其長度、飽和單位重與滲 透係數分別為LA=0.1m,γsat,A=21kN/m3,kA=2✖10-6m/s;LB= 0.4 m, γsat ,B= 19.6 kN/m3 , kB=8✖10-6 m/s ,在 0.4 m 的水頭差作用下滲流,試求土樣 A 與 B 之(a)水頭損失;(b)水力坡降;(c)滲流力;(d)是否發生管湧。(20分)
#494851
三、正常壓密黏土進行三軸壓密不排水試驗,破壞時σ3f =150 kPa ,σ1f=255 kPa,超額孔隙水壓△u=80 kPa,試求此黏土的不排水摩擦角Φcu 及有效摩擦角Φ' 。(20分)
#494852
四、如下圖邊寬為B的方形獨立基腳,承載柱子傳下來的淨垂直力F=150 kN,此基腳之埋置深度與地下水位均在地表下1m,在地表下2 m深有一厚度2 m之飽和黏土層,黏土層上方與下方為緊密砂層,假設基腳係以1:2(水平:垂直)的錐形將力量往下散布傳遞。依據黏土試體壓密實驗結果,對應此深度應力條件之體積壓縮係數 mv = 0.004 / kPa ,若要將此黏土層之壓密沉陷量控制在5 cm之內,試求基腳的最小邊寬 B(m)(註:取小數點後一位)。(20分)
#494853
五、如下圖5m高之重力式混凝土擋土牆,其頂寬為1m,基礎底寬為B,混凝土單位重γc=23kN/m3;其牆背假設光滑 ,牆後夯實砂土之單位重γ=16.5 kN/m3,摩擦角Φ=40 º;基礎底面之原始地層與混凝土之界面摩擦角ΦB=20 º。若要求擋土牆抗傾覆安全係數不小於1.5,試求此擋土牆基礎之最小底寬 B(m) ?(20分)
#494854
一、臺灣現行於地籍測量所採用的坐標系統主要仍為TWD67與TWD97,請說 明這兩種坐標系統在架構上的主要差異?同一地點若同時具備TWD67與 TWD97的投影坐標,請問兩種坐標值在E、N方向大概各相差了多少?(25分)
#494855
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