地特三等申論題
107年
[機械工程] 熱力學
第 五 題
有一生質物（biomass）進入一觸媒反應器，轉化為可供鍋爐加熱使用之燃料氣體。此燃料氣體含有體積百分比 50%甲烷、45%二氧化碳、以及5%氫氣。求此燃料氣體之單位體積低熱值（lower heating value, LHV）及高熱值（higher heating value, HHV）。（20 分）
[給予數據：
CH4形成焓（enthalpy of formation）= -74873 kJ/kmol
CO2形成焓= -393522 kJ/kmol
氣態水形成焓= -241826 kJ/kmol
25℃水蒸發潛熱= 43998 kJ/kmol]
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題的核心在於計算混合氣體的燃燒熱值。首先需利用理想氣體體積百分比等於莫耳分率的特性，寫出各可燃成分（甲烷、氫氣）的完全燃燒方程式。接著利用生成焓求出每莫耳混合氣體的低熱值（LHV），再依據燃燒產生的水蒸氣莫耳數與潛熱求出高熱值（HHV）。最後，須將「每莫耳」的熱值換算為「單位體積（每立方公尺）」的熱值。
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【解題關鍵】利用理想氣體體積百分比即為莫耳分率之特性，藉由生成焓計算各成分之燃燒焓（求LHV），再加入水蒸發潛熱（求HHV），最後除以標準狀態莫耳體積換算為單位體積熱值。 【解答】 計算：
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