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高考申論題 112年 [機械工程] 熱力學

第 一 題

📖 題組:
五、
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

請求出乙醇(C2H5OH)之理論莫耳及質量空氣燃油比。(10 分)

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遇到燃燒與空氣燃油比(AF ratio)題目,第一步必須寫出燃料與理論空氣完全燃燒的化學平衡方程式。利用碳、氫、氧原子不滅定律求出理論氧氣莫耳數,接著乘上空氣組成比例(1莫耳氧氣配3.76莫耳氮氣)求出莫耳空燃比,最後套用標準空氣與燃料的分子量轉換為質量空燃比。

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【解題關鍵】寫出乙醇完全燃燒之化學反應方程式,並利用空氣中氧氣與氮氣的標準莫耳比例(1:3.76)計算理論空氣量,再透過分子量進行質量換算。 【解答】 基本假設與已知條件

小題 (二)

請求出質量比為 85%乙醇(C2H5OH)及 15%汽油(C8H18)之理論莫耳及質量空氣燃油比。(10 分)

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遇到混合燃料的燃燒分析題,首先寫出個別成分的完全燃燒化學反應式,以求出各自的理論空氣莫耳數。接著,可假設一個基準質量(如 100 kg)來求得混合物總莫耳數與總空氣莫耳數,最後再將莫耳數轉化為質量,分別計算出理論莫耳空燃比與質量空燃比。

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【解題關鍵】寫出個別燃料成分的完全燃燒方程式以求取理論空氣量,並利用給定的質量分率換算莫耳數,進而計算總和的莫耳與質量空氣燃油比(Air-Fuel ratio, AF)。 【解答】 計算:

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