Imbangan Bahan dan Tenaga: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Teras tahun pertama dalam kejuruteraan kimia: imbangan jisim pada pengadun, pemisah dan reaktor, imbangan tenaga, kelakuan gas dan stoikiometri.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

Imbangan jisimpencampuran dua aliran · pengadunan kepada sasaran · penyejatpengiraan
Imbangan tenagapemanasan satu aliran · penukar haba · penukar dengan kehilangan habapengiraan
Hukum gas unggulP daripada n, V, T · daripada jisim · perubahan keadaan atau ketumpatanpengiraan
Stoikiometrijisim kepada jisim · bahan tindak balas pengehad · hasil peratusanpengiraan

Lukis carta alir dan labelkan setiap aliran sebelum anda menulis imbangan.
Kira bilangan nilai tidak diketahui dan persamaan bebas sebelum anda mula menyelesaikan.
Pilih asas, seperti 100 kg/j, apabila tiada kadar alir diberi.

Imbangan jisimMudah

Dua larutan garam dicampurkan pada keadaan mantap. Cari pecahan jisim garam dalam keluaran x₃.

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

Cari nilai x₃ (%)

Tunjukkan petunjuk

Pada keadaan mantap, apa yang masuk akan keluar: tulis imbangan jumlah dan imbangan bagi komponen terlarut.
Jumlah: ṁ₁ + ṁ₂ = ṁ₃. Komponen: ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃.
ṁ₃ = 550 kg/h.

Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Imbangan jisim keadaan mantap: masuk = keluar, bagi jumlah jisim dan secara berasingan bagi setiap komponen (tanpa tindak balas).

ṁ₃ = ṁ₁ + ṁ₂ = 300 + 250 = 550 kg/h

ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃

x₃ = (300·30 + 250·40)/550 = 34.55 %

x₃ = 34.55 %

Imbangan tenagaSederhana

campuran glikol panas menyejukkan air dalam penukar haba aliran berlawanan tanpa kehilangan haba. Cari suhu keluaran air t_out.

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

Cari nilai t_out (°C)

Tunjukkan petunjuk

Haba yang hilang oleh aliran panas sama dengan haba yang diperoleh aliran sejuk.
Cari Q daripada sebelah panas dahulu, kerana anda mengetahui kedua-dua suhunya.
Q = 108 kW.

Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁ_hc_p,h(T_h,in − T_h,out) = ṁ_cc_p,c(t_out − t_in).

Q = 1·3.6·(150 − 120) = 108 kW

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

t_out = 40.84 °C

“Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.