etanol panas memanaskan air dalam penukar yang kehilangan 15% haba yang dibebaskan oleh aliran panas kepada persekitaran. Cari kadar alir air ṁc yang diperlukan.
6 g Na dan 48 g Cl2 bertindak balas mengikut 2Na + Cl2 → 2NaCl. Berapakah jisim m bagi NaCl yang boleh terbentuk?
M(Na) = 22.99M(Cl2) = 70.9M(NaCl) = 58.44 g/mol
m = g
8.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas N2 + 3H2 → 2NH3, 16 g N2 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 18.28 g NH3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(N2) = 28.02 g/molM(NH3) = 17.03 g/molsebenar: 18.28 g
Y = %
3Larutan
1.Imbangan jisim
Jawapan: ṁ2 = 250 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 = 1700·10/40 = 425 kg/h
Imbangan jumlah
W = F − P = 1700 − 425 = 1275 kg/h
Jawapan
W = 1275 kg/h
3.Imbangan tenaga
Jawapan: tout = 45.43 °C
Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).
Haba yang dibebaskan oleh aliran panas
Q = 1·2.44·(150 − 80) = 170.8 kW
Haba yang diserap oleh air
tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 25 + 170.8/(2·4.18) = 45.43 °C
Jawapan
tout = 45.43 °C
4.Imbangan tenaga
Jawapan: ṁc = 0.229 kg/s
Imbangan tenaga dengan kehilangan: haba dibebaskan = haba diserap + haba hilang.
Haba dibebaskan
Qh = 0.5·2.44·(130 − 70) = 73.2 kW
Haba yang sampai kepada air
Qc = (1 − 0.15)·73.2 = 62.22 kW
Kadar alir air
ṁc = Qc/(cp,c·Δt) = 62.22/(4.18·65) = 0.229 kg/s
Jawapan
ṁc = 0.229 kg/s
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 808.8 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 350/4.003 = 87.43 mol
T = 5 + 273.15 = 278.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 87.43·8.314·278.1/250 = 808.8 L
Jawapan
V = 808.8 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 3.99 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 303.1 K, T2 = 393.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 20·(100/650)·(393.1/303.1) = 3.99 L
Jawapan
V2 = 3.99 L
7.Stoikiometri
Jawapan: m = 15.25 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(Na) = 6/22.99 = 0.261 mol
n(Cl2) = 48/70.9 = 0.677 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.261/2 = 0.1305, 0.677/1 = 0.677 → Na
Jisim hasil
n(NaCl) = 0.1305·2 = 0.261 mol
m = 0.261·58.44 = 15.25 g
Jawapan
m = 15.25 g
8.Stoikiometri
Jawapan: Y = 93.99 %
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.