campuran glikol panas memanaskan air dalam penukar yang kehilangan 5% haba yang dibebaskan oleh aliran panas kepada persekitaran. Cari kadar alir air ṁc yang diperlukan.
24 g Mg dan 8 g O2 bertindak balas mengikut 2Mg + O2 → 2MgO. Berapakah jisim m bagi MgO yang boleh terbentuk?
M(Mg) = 24.31M(O2) = 32M(MgO) = 40.3 g/mol
m = g
8.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, 24 g Fe2O3 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 14.88 g CO2 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Fe2O3) = 159.69 g/molM(CO2) = 44.01 g/molsebenar: 14.88 g
Y = %
3Larutan
1.Imbangan jisim
Jawapan: ṁ2 = 1500 kg/h
Imbangan jisim keadaan mantap: masuk = keluar bagi jumlah dan bagi setiap komponen. Masalah pengadunan menggabungkan kedua-duanya.
Komponen penghubung: komponen yang melalui satu aliran tanpa berubah (di sini zat terlarut) menghubungkan aliran secara langsung. Kemudian imbangan jumlah memberikan yang selebihnya.
Imbangan zat terlarut
F·xF = P·xP → P = 1900·20/40 = 950 kg/h
Imbangan jumlah
W = F − P = 1900 − 950 = 950 kg/h
Jawapan
W = 950 kg/h
3.Imbangan tenaga
Jawapan: tout = 29.38 °C
Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).
Haba yang dibebaskan oleh aliran panas
Q = 0.5·3.6·(170 − 80) = 162 kW
Haba yang diserap oleh air
tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 10 + 162/(2·4.18) = 29.38 °C
Jawapan
tout = 29.38 °C
4.Imbangan tenaga
Jawapan: ṁc = 1.964 kg/s
Imbangan tenaga dengan kehilangan: haba dibebaskan = haba diserap + haba hilang.
Haba dibebaskan
Qh = 3·3.6·(140 − 100) = 432 kW
Haba yang sampai kepada air
Qc = (1 − 0.05)·432 = 410.4 kW
Kadar alir air
ṁc = Qc/(cp,c·Δt) = 410.4/(4.18·50) = 1.964 kg/s
Jawapan
ṁc = 1.964 kg/s
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 163.6 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 60/4.003 = 14.99 mol
T = 55 + 273.15 = 328.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 14.99·8.314·328.1/250 = 163.6 L
Jawapan
V = 163.6 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 2 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 293.1 K, T2 = 403.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(400/550)·(403.1/293.1) = 2 L
Jawapan
V2 = 2 L
7.Stoikiometri
Jawapan: m = 20.15 g
Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.
Mol setiap bahan tindak balas
n(Mg) = 24/24.31 = 0.9872 mol
n(O2) = 8/32 = 0.25 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.9872/2 = 0.4936, 0.25/1 = 0.25 → O2
Jisim hasil
n(MgO) = 0.25·2 = 0.5 mol
m = 0.5·40.3 = 20.15 g
Jawapan
m = 20.15 g
8.Stoikiometri
Jawapan: Y = 74.99 %
Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.