高考申論題
110年
[機械工程] 熱力學
第 三 題
📖 題組：
三、燃氣發電之燃料為天然氣。有一天然氣，經分析其組成以體積百分比表示為 80.62% CH4、5.41% C2H6、1.87% C3H8、1.6% C4H10、10.5% N2。若此天然氣與空氣燃燒後，乾產物分析以體積百分比表示為 7.8% CO2、0.2% CO、7% O2，以及 85% N2。試求： (一)此燃燒之莫耳空燃比（10 分） (二)以 100 m3、300 K，及 100 kPa 之天然氣燃燒，燃燒產物之總莫耳數為何？（5 分） (三)理論空氣量為何？（5 分）
三、燃氣發電之燃料為天然氣。有一天然氣，經分析其組成以體積百分比表示為 80.62% CH4、5.41% C2H6、1.87% C3H8、1.6% C4H10、10.5% N2。若此天然氣與空氣燃燒後，乾產物分析以體積百分比表示為 7.8% CO2、0.2% CO、7% O2，以及 85% N2。試求： (一)此燃燒之莫耳空燃比（10 分） (二)以 100 m3、300 K，及 100 kPa 之天然氣燃燒，燃燒產物之總莫耳數為何？（5 分） (三)理論空氣量為何？（5 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
(三)理論空氣量為何？（5 分）
思路引導 VIP
理論空氣量（或化學計量空氣量，Stoichiometric Air）是指燃料完全燃燒且沒有多餘氧氣時所需的空氣量。
- 針對 1 kmol 燃料寫出理想完全燃燒方程式：
小題 (一)
(一)此燃燒之莫耳空燃比（10 分）
思路引導 VIP
燃燒方程式的平衡計算。題幹給了「乾產物」分析，意味著產物中的 H2O 沒有被計入乾產物的體積百分比中。
- 假設 100 kmol 的乾產物。乾產物包含：7.8 kmol CO2, 0.2 kmol CO, 7.0 kmol O2, 85 kmol N2。
小題 (二)
(二)以 100 m3、300 K，及 100 kPa 之天然氣燃燒，燃燒產物之總莫耳數為何？（5 分）
思路引導 VIP
這題分為兩步：
- 利用理想氣體方程式計算題幹條件下天然氣的總莫耳數 (N_fuel_total)。