FE Chemical 試験対策：練習問題と試験問題

Fundamentals of Engineering (FE) Chemical 試験の練習問題：物質収支とエネルギー収支、熱力学と平衡、反応速度論と反応器設計、伝熱と流体の流れ。

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これは独自の練習教材です。ExamProblems はこの試験を実施する団体とは提携しておらず、その承認も受けていません。試験名は内容を説明するためにのみ使用しています。

この科目のトピック

FE Chemical 試験対策の試験のコツ

収支式を書く前に、基準を決めてフローシートを描きましょう。
1 次反応の反応器では、同じ反応率に対して PFR は常に CSTR より小さい体積で済むことを覚えておきましょう。
ΔT が温度差（K または °C）なのか絶対温度（K）なのかを区別しましょう。

解答例

物質収支やさしい

2 つの食塩水溶液を定常状態で混合する。出口における食塩の質量分率 x₃を求めよ。

ṁ₁ = 300 kg/hx₁ = 30 %ṁ₂ = 250 kg/hx₂ = 40 %

求めるもの： x₃ (%)

ヒントを表示

定常状態では入った量だけ出ていきます：全体収支と溶質の成分収支を立てます。
全体：ṁ₁ + ṁ₂ = ṁ₃。成分：ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃。
ṁ₃ = 550 kg/h.

答えとステップごとの解答を表示

定常状態の物質収支：入量 = 出量。全質量と各成分について別々に成り立ちます（反応なし）。

全体収支

ṁ₃ = ṁ₁ + ṁ₂ = 300 + 250 = 550 kg/h

食塩の収支

ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃

x₃ = (300·30 + 250·40)/550 = 34.55 %

答え

x₃ = 34.55 %

エネルギー収支ふつう

高温のグリコール混合液が、熱損失のない向流熱交換器で水を冷やす。水の出口温度 t_out を求めよ。

ṁ_h = 1 kg/sc_p,h = 3.6 kJ/(kg·K)T_h: 150 → 120 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)t_in = 15 °C

求めるもの： t_out (°C)

ヒントを表示

高温流体が失う熱は、低温流体が得る熱に等しくなります。
両方の温度がわかっている高温側から先に Q を求めます。
Q = 108 kW.

答えとステップごとの解答を表示

熱交換器のエネルギー収支：損失がなければ ṁ_hc_p,h(T_h,in − T_h,out) = ṁ_cc_p,c(t_out − t_in)。

高温流体が放出する熱

Q = 1·3.6·(150 − 120) = 108 kW

水が受け取る熱

t_out = t_in + Q/(ṁ_cc_p,c) = 15 + 108/(1·4.18) = 40.84 °C

答え

t_out = 40.84 °C

練習のしかた

「この科目を練習する」では、本番の試験のように、すべてのトピックの問題が混ざって出題されます。
問題ごとに数値が変わるので、答えではなく解き方が身につきます。
行き詰まったら、まず小さなヒントを開き、必要なときだけ詳しい解説を見ましょう。
模擬試験には制限時間があり、ヒントはありません。最後にスコアと詳しい振り返りが表示されます。

この科目の計算ツール

熱伝導の計算ツール理想気体の状態方程式の計算ツール管路の損失水頭の計算ツール（ダルシー・ワイスバッハ）ポンプ動力の計算ツール CSTR と PFR の体積の計算ツールレイノルズ数の計算ツール LMTD の計算ツール（対数平均温度差）比熱の計算ツール（q = mcΔT）収率の計算ツール化学量論の計算ツール（グラムからグラムへ、限定反応物）モル質量の計算ツールボイル・シャルルの法則の計算ツール（ボイル、シャルル、ゲイ＝リュサック）組成式の計算ツール（分子式も）