etanol panas memanaskan air dalam penukar yang kehilangan 15% haba yang dibebaskan oleh aliran panas kepada persekitaran. Cari kadar alir air ṁc yang diperlukan.
24 g Na dan 24 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 2Na + Cl2 → 2NaCl, 24 g Na bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 53.69 g NaCl dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Na) = 22.99 g/molM(NaCl) = 58.44 g/molsebenar: 53.69 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 = 1600·14/35 = 640 kg/h
Jawapan
P = 640 kg/h
3.Imbangan tenaga
Jawapan: tout = 90.29 °C
Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).
Haba yang dibebaskan oleh aliran panas
Q = 1.5·3.6·(130 − 60) = 378 kW
Haba yang diserap oleh air
tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 30 + 378/(1.5·4.18) = 90.29 °C
Jawapan
tout = 90.29 °C
4.Imbangan tenaga
Jawapan: ṁc = 2.679 kg/s
Imbangan tenaga dengan kehilangan: haba dibebaskan = haba diserap + haba hilang.
Haba dibebaskan
Qh = 3·2.44·(170 − 80) = 658.8 kW
Haba yang sampai kepada air
Qc = (1 − 0.15)·658.8 = 560 kW
Kadar alir air
ṁc = Qc/(cp,c·Δt) = 560/(4.18·50) = 2.679 kg/s
Jawapan
ṁc = 2.679 kg/s
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 1415 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 300/32 = 9.375 mol
T = 90 + 273.15 = 363.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 9.375·8.314·363.1/0.02 = 1415 kPa
Jawapan
P = 1415 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 1.595 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 303.1 K, T2 = 423.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(200/350)·(423.1/303.1) = 1.595 L
Jawapan
V2 = 1.595 L
7.Stoikiometri
Jawapan: m = 39.56 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) = 24/22.99 = 1.044 mol
n(Cl2) = 24/70.9 = 0.3385 mol
Bahan tindak balas pengehad
1.044/2 = 0.522, 0.3385/1 = 0.3385 → Cl2
Jisim hasil
n(NaCl) = 0.3385·2 = 0.677 mol
m = 0.677·58.44 = 39.56 g
Jawapan
m = 39.56 g
8.Stoikiometri
Jawapan: Y = 88.01 %
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.