高考申論題
108年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 一 題
📖 題組：
二、一蒸汽鍋爐以丙烷及 10%過量空氣燃燒來加熱，進料氣體皆處於 25℃。 丙烷 + 氧 二氧化碳 + 水， ∆ܪ298° = -534 kcal/g-mol 丙烷 假設丙烷完全反應： 相關氣體之莫耳熱容量（CP）估算方法如下： CP = A + B T, 此式中 T 以（K）為單位，CP的單位是 cal/(g-mol)(K) 化學成分名稱 A B O2 7.16 1.00×10-3 N2 6.83 0.90×10-3 H2O 7.30 2.46×10-3 CO2 10.57 2.10×10-3
二、一蒸汽鍋爐以丙烷及 10%過量空氣燃燒來加熱，進料氣體皆處於 25℃。 丙烷 + 氧 二氧化碳 + 水， ∆ܪ298° = -534 kcal/g-mol 丙烷 假設丙烷完全反應： 相關氣體之莫耳熱容量（CP）估算方法如下： CP = A + B T, 此式中 T 以（K）為單位，CP的單位是 cal/(g-mol)(K) 化學成分名稱 A B O2 7.16 1.00×10-3 N2 6.83 0.90×10-3 H2O 7.30 2.46×10-3 CO2 10.57 2.10×10-3
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
求出口氣體組成。（5 分）
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本題為標準的燃燒物料平衡（Combustion Material Balance）。 步驟：
小題 (二)
求理論上最高可達到之絕熱火焰溫度。（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗能量平衡 (Energy Balance) 裡的絕熱火焰溫度 (Adiabatic Flame Temperature) 計算。 計算步驟：
小題 (三)
若蒸汽加熱之熱量需求為 1x10^6 kcal/s，求丙烷之用量，以（kg/s）為單位作答。假設鍋爐內氣體之丙烷完全消耗，氣體溫度為 500 K。（10 分）
思路引導 VIP
這題是實際應用的能量平衡。鍋爐不是絕熱的，它需要把熱量傳給蒸汽。這代表燃燒釋放的熱量，扣除煙道氣體（Flue gas）帶走的顯熱 (Sensible heat) 後，剩下的就是用來加熱蒸汽的可用熱量。 步驟：