minyak ringan panas memanaskan air dalam penukar yang kehilangan 10% haba yang dibebaskan oleh aliran panas kepada persekitaran. Cari kadar alir air ṁc yang diperlukan.
10 g H2 dan 80 g O2 bertindak balas mengikut 2H2 + O2 → 2H2O. Berapakah jisim m bagi H2O yang boleh terbentuk?
M(H2) = 2.016M(O2) = 32M(H2O) = 18.02 g/mol
m = g
8.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas CaCO3 → CaO + CO2, 24 g CaCO3 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 8.97 g CO2 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(CaCO3) = 100.09 g/molM(CO2) = 44.01 g/molsebenar: 8.97 g
Y = %
3Larutan
1.Imbangan jisim
Jawapan: ṁ2 = 300 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 = 1300·18/35 = 668.6 kg/h
Imbangan jumlah
W = F − P = 1300 − 668.6 = 631.4 kg/h
Jawapan
W = 631.4 kg/h
3.Imbangan tenaga
Jawapan: tout = 55.19 °C
Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).
Haba yang dibebaskan oleh aliran panas
Q = 2·2.1·(140 − 60) = 336 kW
Haba yang diserap oleh air
tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 336/(2·4.18) = 55.19 °C
Jawapan
tout = 55.19 °C
4.Imbangan tenaga
Jawapan: ṁc = 2.584 kg/s
Imbangan tenaga dengan kehilangan: haba dibebaskan = haba diserap + haba hilang.
Haba dibebaskan
Qh = 2.5·2.1·(160 − 80) = 420 kW
Haba yang sampai kepada air
Qc = (1 − 0.1)·420 = 378 kW
Kadar alir air
ṁc = Qc/(cp,c·Δt) = 378/(4.18·35) = 2.584 kg/s
Jawapan
ṁc = 2.584 kg/s
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 1034 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 280/28.01 = 9.996 mol
T = 100 + 273.15 = 373.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 9.996·8.314·373.1/0.03 = 1034 kPa
Jawapan
P = 1034 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 30.78 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 313.1 K, T2 = 413.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 10·(350/150)·(413.1/313.1) = 30.78 L
Jawapan
V2 = 30.78 L
7.Stoikiometri
Jawapan: m = 89.38 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(H2) = 10/2.016 = 4.96 mol
n(O2) = 80/32 = 2.5 mol
Bahan tindak balas pengehad
4.96/2 = 2.48, 2.5/1 = 2.5 → H2
Jisim hasil
n(H2O) = 2.48·2 = 4.96 mol
m = 4.96·18.02 = 89.38 g
Jawapan
m = 89.38 g
8.Stoikiometri
Jawapan: Y = 85 %
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.