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.
12 g C3H8 dan 40 g O2 bertindak balas mengikut C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O. Berapakah jisim m bagi CO2 yang boleh terbentuk?
M(C3H8) = 44.1M(O2) = 32M(CO2) = 44.01 g/mol
m = g
8.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas 2Mg + O2 → 2MgO, 16 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 19.89 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 19.89 g
Y = %
3Larutan
1.Imbangan jisim
Jawapan: ṁ2 = 1650 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 = 4900·7/65 = 527.7 kg/h
Imbangan jumlah
W = F − P = 4900 − 527.7 = 4372 kg/h
Jawapan
W = 4372 kg/h
3.Imbangan tenaga
Jawapan: tout = 60.22 °C
Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).
Haba yang dibebaskan oleh aliran panas
Q = 3·2.1·(150 − 120) = 189 kW
Haba yang diserap oleh air
tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 189/(1·4.18) = 60.22 °C
Jawapan
tout = 60.22 °C
4.Imbangan tenaga
Jawapan: ṁc = 1.227 kg/s
Imbangan tenaga dengan kehilangan: haba dibebaskan = haba diserap + haba hilang.
Haba dibebaskan
Qh = 0.5·3.6·(150 − 60) = 162 kW
Haba yang sampai kepada air
Qc = (1 − 0.05)·162 = 153.9 kW
Kadar alir air
ṁc = Qc/(cp,c·Δt) = 153.9/(4.18·30) = 1.227 kg/s
Jawapan
ṁc = 1.227 kg/s
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 2928 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 240/39.95 = 6.008 mol
T = 20 + 273.15 = 293.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 6.008·8.314·293.1/0.005 = 2928 kPa
Jawapan
P = 2928 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 1.814 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 308.1 K, T2 = 503.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(250/450)·(503.1/308.1) = 1.814 L
Jawapan
V2 = 1.814 L
7.Stoikiometri
Jawapan: m = 33.01 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(C3H8) = 12/44.1 = 0.2721 mol
n(O2) = 40/32 = 1.25 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.2721/1 = 0.2721, 1.25/5 = 0.25 → O2
Jisim hasil
n(CO2) = 0.25·3 = 0.75 mol
m = 0.75·44.01 = 33.01 g
Jawapan
m = 33.01 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.