campuran glikol panas memanaskan air dalam penukar yang kehilangan 10% haba yang dibebaskan oleh aliran panas kepada persekitaran. Cari kadar alir air ṁc yang diperlukan.
12 g H2 dan 64 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 N2 + 3H2 → 2NH3, 24 g N2 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 24.8 g NH3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(N2) = 28.02 g/molM(NH3) = 17.03 g/molsebenar: 24.8 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 = 3600·20/45 = 1600 kg/h
Jawapan
P = 1600 kg/h
3.Imbangan tenaga
Jawapan: tout = 32.58 °C
Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).
Haba yang dibebaskan oleh aliran panas
Q = 1.5·2.1·(160 − 90) = 220.5 kW
Haba yang diserap oleh air
tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 220.5/(3·4.18) = 32.58 °C
Jawapan
tout = 32.58 °C
4.Imbangan tenaga
Jawapan: ṁc = 1.033 kg/s
Imbangan tenaga dengan kehilangan: haba dibebaskan = haba diserap + haba hilang.
Haba dibebaskan
Qh = 1·3.6·(150 − 110) = 144 kW
Haba yang sampai kepada air
Qc = (1 − 0.1)·144 = 129.6 kW
Kadar alir air
ṁc = Qc/(cp,c·Δt) = 129.6/(4.18·30) = 1.033 kg/s
Jawapan
ṁc = 1.033 kg/s
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 1627 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 400/32 = 12.5 mol
T = 40 + 273.15 = 313.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 12.5·8.314·313.1/0.02 = 1627 kPa
Jawapan
P = 1627 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 5.874 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 288.1 K, T2 = 423.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(300/150)·(423.1/288.1) = 5.874 L
Jawapan
V2 = 5.874 L
7.Stoikiometri
Jawapan: m = 72.08 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) = 12/2.016 = 5.952 mol
n(O2) = 64/32 = 2 mol
Bahan tindak balas pengehad
5.952/2 = 2.976, 2/1 = 2 → O2
Jisim hasil
n(H2O) = 2·2 = 4 mol
m = 4·18.02 = 72.08 g
Jawapan
m = 72.08 g
8.Stoikiometri
Jawapan: Y = 85.01 %
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.