高考申論題
112年
[化學工程] 輸送現象與單元操作
第 五 題
描述半徑 2 mm 萘丸（Naphthalene sphere）懸浮於 1 atm 與 318 K 大氣中，已知萘丸表面溫度、表面蒸氣壓、理想氣體常數及擴散係數（diffusivity, DAB）分別為 318 K，0.555 mmHg，8.314（m3Pa / kgmol·K）及 6.92×10^-6 m2/s。試求出萘丸表面蒸發速率（kgmol / s·m2）。（15 分）
📝 此題為申論題
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本題為經典的球座標穩態質傳問題，考生應優先聯想「Fick's Law」搭配連續方程式。解題關鍵在於建立「萘（A）在停滯空氣（B）中擴散」的球座標模型，並運用「稀薄系統」假設簡化對數平均濃度，最後注意壓力與空間單位的轉換及因次一致性。
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【解題思路】利用 Fick's Law 配合球座標系中的連續方程式，在穩態與停滯空氣（A 通過不擴散之 B）的假設下，推導出蒸發通量公式，並以理想氣體定律及稀薄氣體近似完成計算。 【詳解】 已知：
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