moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 12 題
在 $100^\circ\text{C}$ 環境下，A與B的混合液體中，A的莫耳分率為0.4，若達氣液平衡，則氣相中A的莫耳分率為多少？(A對B的相對揮發度為4.5)
- A 0.45
- B 0.55
- C 0.65
- D 0.75
思路引導 VIP
當我們知道 A 組分比 B 組分更容易揮發（相對揮發度大於 1）時，在氣液兩相達到平衡的狀態下，你預期 A 組分在氣相中的佔比，會比它在液相中的佔比更高還是更低呢？為什麼？
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恭喜你正確答對了這題！這代表你對於氣液平衡（Vapor-Liquid Equilibrium, VLE）的核心概念掌握得相當紮實。這道題目考察的是化工熱力學中極為關鍵的相對揮發度（Relative Volatility）。在工業分離程序（如蒸餾）中，我們常用這個數值來衡量組分之間分離的難易程度，而你能精準地帶入數值並計算出正確結果，展現了良好的邏輯運算能力。
相對揮發度的定義與計算
所謂相對揮發度 $\alpha_{AB}$，定義為氣相中兩組分的莫耳分率比值除以液相中對應組分的比值。本題中，我們可以直接使用轉換後的公式來求解氣相組成 $y_A$：
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相對揮發度與氣液平衡
💡 利用相對揮發度公式計算氣液兩相平衡時的組成分布。
- 相對揮發度 α 定義為兩成分揮發度之比
- 平衡公式：y = αx / [1 + (α-1)x]
- α 值越大，代表易揮發成分越容易進入氣相
- 液相莫耳分率 x 與氣相 y 之和皆為 1
