普考申論題
111年
[環境工程] 空氣污染與噪音控制技術概要
第 二 題
📖 題組：
三、若某油品之分子式可表為 $C_8H_{14}N_{0.1}$，(一)設汽油中之 N，全部轉化成 NO，試計算其理論空氣燃料比（AFR）。(二)若以過量空氣 20%進行完全燃燒，則在標準狀態下，每燃燒 1 kg 此油品會產生多少體積之排氣？(三)假設沒有其他 NOx 產生，則排氣中 NO 濃度為多少 ppm？（20 分）
三、若某油品之分子式可表為 $C_8H_{14}N_{0.1}$，(一)設汽油中之 N，全部轉化成 NO，試計算其理論空氣燃料比（AFR）。(二)若以過量空氣 20%進行完全燃燒，則在標準狀態下，每燃燒 1 kg 此油品會產生多少體積之排氣？(三)假設沒有其他 NOx 產生，則排氣中 NO 濃度為多少 ppm？（20 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (二)
若以過量空氣 20%進行完全燃燒，則在標準狀態下，每燃燒 1 kg 此油品會產生多少體積之排氣？
思路引導 VIP
這題要求實際排氣體積。步驟：1. 計算燃燒 1kg 燃料所需的理論空氣莫耳數。2. 加入 20% 過量空氣，計算進入系統的總空氣成分（O2, N2）。3. 計算產物莫耳數：CO2, H2O, NO, 剩餘的 O2, 以及帶入的 N2。4. 根據理想氣體定律（標準狀態 22.4 L/mol）將總莫耳數轉換為體積。
小題 (一)
設汽油中之 N，全部轉化成 NO，試計算其理論空氣燃料比（AFR）。
思路引導 VIP
首先要寫出平衡的燃燒化學反應式。關鍵在於除了 C 變 CO2、H 變 H2O 之外，題目明示 N 變 NO。接著根據反應式係數計算燃燒 1 mole 燃料所需的理論氧氣莫耳數，進而推算出空氣量。AFR 通常指質量比（Mass basis），需利用分子量進行換算。
小題 (三)
假設沒有其他 NOx 產生，則排氣中 NO 濃度為多少 ppm？
思路引導 VIP
ppm（體積比）的計算公式為：(目標氣體莫耳數 / 總排氣莫耳數) × 10^6。此題已經在第二小題算出各項數據，直接代入即可。
過量空氣與排氣計算
💡 運用燃料組成與過量空氣率計算燃燒排氣組成與總體積。
🔗 燃燒排氣計算標準程序
- 1 燃料性質分析 — 計算燃料分子量及每單位重量之莫耳數
- 2 理論氧量計量 — 依反應式計算 C、H、N 完全氧化所需氧量
- 3 實際空氣供給 — 加計過量空氣，並算出伴隨進入之氮氣量
- 4 排氣莫耳彙整 — 加總生成物與剩餘反應物（O2, N2）莫耳數
- 5 體積換算 — 乘以 22.4 L/mol (STP) 求得最終體積
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🔄 延伸學習：延伸學習：若環境非標準狀態，須注意壓力與溫度的校正計算。
