Kütle ve Enerji Denklikleri: alıştırma soruları ve sınav soruları

Kimya mühendisliğinde birinci yılın özü: karıştırıcılar, ayırıcılar ve reaktörler üzerinde kütle denklikleri, enerji denklikleri, gaz davranışı ve stokiyometri.

Bu derse ücretsiz çalışBu dersi çalışDeneme sınavına girHer gün 5 ücretsiz soru. Kart gerekmez.

Hızlı tekrar paketi (PDF)Formül kâğıtları, yöntem adımları ve tam çözümlü alıştırma soruları, yazdırmaya hazır.

Bu dersteki konular

  1. Kütle denkliğiiki akımın karıştırılması · hedefe göre karıştırma · buharlaştırıcıhesaplamalar
  2. Enerji denkliğibir akımın ısıtılması · ısı değiştirici · ısı kayıplı değiştiricihesaplamalar
  3. İdeal gaz yasasın, V, T’den P · kütleden · hal değişimi veya yoğunlukhesaplamalar
  4. Stokiyometrikütleden kütleye · sınırlayıcı reaktan · yüzde verimhesaplamalar

Kütle ve Enerji Denklikleri için sınav ipuçları

  • Bir denklik yazmadan önce akış şemasını çizin ve her akımı etiketleyin.
  • Çözmeye başlamadan önce bilinmeyenleri ve bağımsız denklemleri sayın.
  • Hiçbir debi verilmemişse 100 kg/h gibi bir hesap temeli seçin.

Çözümlü örnekler

Kütle denkliğiKolay
KarıştırıcıAkım 1300 kg/h · 30% tuzAkım 2250 kg/h · 40% tuzAkım 3x₃ = ? %

İki tuz çözeltisi kararlı halde karıştırılıyor. çıkıştaki tuz kütle kesri x3 değerini bulun.

ṁ1 = 300 kg/hx1 = 30 %ṁ2 = 250 kg/hx2 = 40 %

İstenen: x3 (%)

İpuçlarını göster
  1. Kararlı halde giren çıkar: bir toplam denklik ve çözünen bileşen için bir denklik yazın.
  2. Toplam: ṁ₁ + ṁ₂ = ṁ₃. Bileşen: ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃.
  3. ṁ3 = 550 kg/h.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Kararlı hal kütle denkliği: giren = çıkan; toplam kütle için ve her bileşen için ayrı ayrı (tepkime yok).

Toplam denklik

ṁ3 = ṁ1 + ṁ2 = 300 + 250 = 550 kg/h

Tuz denkliği

ṁ1x1 + ṁ2x2 = ṁ3x3
x3 = (300·30 + 250·40)/550 = 34,55 %

Cevap

x3 = 34,55 %
Enerji denkliğiOrta
sıcak tarafsoğuk tarafglikol karışımı · 150 °C120 °Csu · 15 °Ct = ? °C

Sıcak glikol karışımı, ısı kaybı olmayan ters akışlı bir ısı değiştiricide suyu soğutuyor. Suyun çıkış sıcaklığı tout değerini bulun.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

İstenen: tout (°C)

İpuçlarını göster
  1. Sıcak akımın verdiği ısı, soğuk akımın aldığı ısıya eşittir.
  2. Önce Q’yu sıcak taraftan bulun, çünkü her iki sıcaklığını da biliyorsunuz.
  3. Q = 108 kW.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Değiştirici enerji denkliği: kayıp yokken ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

Sıcak akımın verdiği ısı

Q = 1·3,6·(150 − 120) = 108 kW

Suyun aldığı ısı

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4,18) = 40,84 °C

Cevap

tout = 40,84 °C

Çalışma nasıl işler

  • “Bu dersi çalış”, gerçek bir sınavdaki gibi tüm konulardan karışık sorular getirir.
  • Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz.
  • Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
  • Deneme sınavları süreli ve ipuçsuzdur; sonunda puanınızı ve tam bir değerlendirmeyi görürsünüz.

Bu dersin hesaplayıcıları

İdeal gaz yasası hesaplayıcıYüzde verim hesaplayıcıStokiyometri hesaplayıcı (gramdan grama ve sınırlayıcı tepken)Molar kütle hesap makinesiBirleşik gaz yasası hesap makinesi (Boyle, Charles ve Gay-Lussac)Basit formül hesap makinesi (ve molekül formülü)

İlgili dersler

FE Chemical sınav hazırlığıTermodinamik 1Genel KimyaKimyasal Reaksiyon MühendisliğiMühendislik Fiziği
Bu derse ücretsiz çalışBu dersi çalışDeneme sınavına girHer gün 5 ücretsiz soru. Kart gerekmez.