高考申論題
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
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遇到此題應先確認燃料氣體的組成，並將理想氣體的體積百分比直接視為莫耳百分比。接著建立 1 kmol 燃料完全燃燒的化學平衡反應式，利用赫斯定律與生成焓求出燃燒焓（反應物與產物之焓差）得到莫耳低熱值，再加上水蒸氣凝結潛熱求得高熱值，最後依理想氣體方程式換算為『單位體積』熱值。
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【解題思路】利用理想氣體體積百分比等於莫耳百分比之特性，建立 1 kmol 混合燃料的完全燃燒反應式，再應用生成焓計算單位莫耳的燃燒焓，最後除以標準狀態下之莫耳體積，求得單位體積的高低熱值。 【詳解】 已知：
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