1. 密度為1.0g/cm3的水自開放式儲水槽中,經由內直徑為0.01m之10m長圓管排至大氣中,出水口距離液面高度差為1.5m,如圖所示,假設排水時儲水槽液面降低量可忽略,每公尺輸水管的摩擦損失(hf)為0.4 m2/s2.m,每一個彎管的摩擦損失()為0.9 m2/s2,則圓管排出口之平均流速應為多少m/s?
 


2. 下列有關管的敘述何者正確?
【1】依製管材料,可分成鐵金屬管、非鐵金屬管、非金屬管等三類
【2】依製管方法,可分成管(pipe)、抽製管(tube)、軟管(hose)等三類
【3】鋼管大小一般以公稱管徑(nominal pipe diameter)表示,公稱管徑相同的鋼管的內徑皆相同
【4】鋼管管號(schedule number)愈大,管壁愈厚
【5】一般使用的80號鋼管稱為標準管
【6】抽製管的管壁厚度以規號(gauge number)規定,規號愈小者管壁愈薄 


3. 下列有關反應裝置的敘述,何者錯誤? 


4. 連續式精餾裝置中,下列哪一個裝置負責提供液-氣兩相的逆流接觸? 


5. 下列關於浮選分離裝置的敘述,何者正確? 


6. 下列哪一種閥件適合安裝於化工廠高壓系統,以作為保護作用,避免系統壓力過高? 


7. 以氯仿萃取水溶液中之碘,假設碘對氯仿與水之分配係數為5,若原來100L水溶液中含碘8公克,欲以氯仿以兩次等體積方式萃取出6公克碘,則總共需要氯仿多少L? 


8. 在多管程殼管式熱交換器中,下列何種裝置是用來減少管側流體轉彎時的衝擊力,及增加管子熱脹冷縮的空間? 


9. 用於可塑性物料如橡膠與塑膠的混合時,需採用下列何種裝置? 


10. 流體以紊流形式流經一管路,若在其他條件保持不變的情況下,下列敘述何者錯誤? 


11. 中鋼公司的煉鐵高爐是反應裝置之一,固體原料鐵礦石及焦碳配料在爐頂層層舖設,反應時固體原料緩慢下降,與從爐底上升的氣體相接觸,在高溫下進行還原反應。此氣固反應器屬於下列何者? 


12. 在套管熱交換器內以熱水加熱一液體,欲獲得較大的熱傳速率,以何種方式操作較佳? 


13. 有關熱交換器之敘述,下列哪些正確?
【1】當雙套管熱交換器以飽和水蒸汽作為熱媒且出、入口的溫度相同時,逆流操作之傳熱效果較順流操作佳
【2】1-2殼管熱交換器,管側流體為單管程,殼側流體為二殼程流動
【3】螺旋板熱交換器具有單位體積傳熱面積大之特點
【4】板式熱交換器常用於須快速加熱或冷卻之情況
【5】夾套及盤管熱交換器常用於工業上之反應器,可用於控制反應溫度 


14. 關於吸收操作的敘述,下列何者正確?
【1】吸收是以氣體為溶劑,和液體混合物接觸,將液體中某一成分溶出的一種分離操作
【2】氣體溶質在液體中的溶解度隨該氣體壓力的下降而增加
【3】低揮發性是吸收劑的選擇原則之一
【4】填充塔適用於吸收劑中含有固體顆粒之吸收操作
【5】填料主要功能是提供氣液兩相接觸所需的表面積 


15. 下列何種閥無法以手動控制流體流動? 


16. 將具有相同質量和相同溫度(100g,80˚C)的鋁塊和銅塊,分別放入兩個各裝有100g、20˚C水的瓶子中。已知鋁塊的比熱大於銅塊的比熱,假設沒有熱量損失,當達到熱平衡後,鋁塊和銅塊的溫度關係,下列敘述何者正確? 


17. 在三效蒸發器操作過程中,若採用順向進料方式,則各效之溫度高低排序為何? 


18. 蔗糖於20˚C時之溶解度為200g/100g水,今將1000kg之糖水溶液從70˚C冷卻至20˚C時,假設其過飽和部分全部結晶析出且其重量為200kg,則原來糖水之重量百分率約為多少? 


19. 儲存液態氮的槽體,多採雙層壁設計以減少熱傳,但儲存期間仍有少量熱從外界進入,氣化液態氮,所以儲槽內壓力緩慢上升。下列閥件何者用於防止儲槽內壓力超過設計值? 


20. 有關瀝取操作的敘述,下列何者錯誤? 


21. 鐵金屬密度為7.8g.cm3,現有一小塊鐵金屬立方體質量0.975g,若利用化工粉碎裝置將其變成鐵金屬粉末,鐵金屬粉末每一顆微粒皆為立方體,其邊長為0.1μm,若總體積不變情況下,試問此減積過程使鐵金屬的表面積變為原來的多少倍? 


22. 混有硝酸、醋酸、硫酸的工業級廢酸,是具強烈腐蝕性液體,需要進行少量純化再利用,考慮使用蒸餾操作,下列何種蒸餾裝置最適用於此純化工作? 


23. 有一化學工廠以一座殼管熱交換器進行液體預熱,管束總表面積為50m2,總傳熱係數為1.04kW m2 K1,殼側入口為100˚C飽和水蒸汽,殼側出口為100˚C冷凝水,若液體由20˚C預熱至80˚C,液體之比熱為3750J kg1 K1,假設熱交換器無熱損失,則此熱交換器預熱液體的流率為多少kg s1?(ln 4=1.386) 


24. 多效蒸發裝置操作,順向進料與逆向進料方式之比較下列何者錯誤? 


25. 在28˚C時某有機酸在苯與水中的分配係數為5.0,今有100mL水溶液含有此有機酸5g,若以40mL的純苯分二階段加入(每次20mL)萃取裝置中,假設每階段萃取前後水相與苯相的體積不變,則總共有多少公克的有機酸被萃取到苯中? 


26. 一連續式精餾塔,進料流率為120kg min1,若回流比為1.5,回流流率為60kg min1,則塔底產物的流率為多少kg min1? 


27. 利用雙套管熱交換器將95˚C的熱煤油,以18˚C的冷水進行冷卻。若採逆向流動操作(counter current),且冷水出口溫度為30˚C,熱煤油出口溫度為45˚C,試問該裝置之對數平均溫差是多少˚C?(log [95/45]=0.3245;log [65/27]=0.3815;log [30/18]=0.2218) 


28. 已知溶劑A與溶劑B的均勻混合溶液在353K時的相對揮發度(αAB)為2.62,請問當A在平衡氣相中的莫耳分率為0.76時,則平衡溶液中,A的莫耳分率約為多少? 


29. 下列關於輻射的敘述,何者錯誤
【1】任何溫度大於絕對零度的物體均有輻射現象
【2】所謂黑體係指黑色的物體
【3】太陽能的傳熱以輻射進行
【4】黑體的反射率=1
【5】物體的表面溫度愈高,輻射強度愈大
【6】同溫度下,黑體之輻射強度低於灰體 


30. 新砌高溫爐耐火磚壁厚40cm,內外壁溫分別為1573K及300K,此時熱損失1.50kW。估計使用十年後,耐火磚壁厚變成30cm,假設熱傳面積、熱傳導係數、內外壁溫不變,則熱損失變成多少kW? 


31. 流體流經一管件所造成的機械能損失,相當於同一流體以相同流速流經若干長度所造成的機械能損失,此長度稱為該管件的相當管長。若某流體流經下列管件時,何者的相當管長對管路內直徑之比值最大? 


32. 在實驗室中,組裝一個具有活塞的密閉圓柱系統,其高度為h (m),底面積為A (m2),若在此系統內注滿重量為W (kgf)的液體。此時,由外部施加一外力F (kgf),則此系統底部所承受的壓力值應為何者?(假設活塞無重量且緊貼液體表面;計算時可忽略大氣壓力之因素) 


33. 在熱風乾燥實驗中,濕羊毛料50kg與相對濕度為30%之25˚C氣流長期接觸後變為43.6kg,再將羊毛料置入120˚C之烘箱內加熱至完全乾燥時,其重量為40kg。試問乾燥前濕羊毛在相對濕度30%,25˚C之自由含水率為多少kg水/kg乾固體? 


34. 兩相溶劑萃取法分離與純化混合溶液中各溶質成分,所依據的原理為何? 


35. 某不可壓縮流體流經內徑0.25吋管之單位管長壓力降為ΔP1,流經內徑0.50吋管之單位管長壓力降為ΔP2,假設二者體積流率相同且皆以層流方式流動,則ΔP2/ΔP1為何? 


36. 下列有關超臨界流體的敘述,何者正確? 


37. 小華利用U形管液柱壓力計,量測一圓形水管內A、B兩點之壓力差。已知U形管液柱壓力計之水銀高度差為5.0cm,請問此圓形水管內A、B兩點之壓力差約為多少kPa?(水銀密度=13.6g/cm3;水的密度=1.0g/cm3) 


38. 圖為穩定狀態時,兩層不同材料(A及B)所形成複合板的溫度分布情形,試問下列敘述何者正確?
 


39. 以吸收塔吸收尾氣中之有毒氣體-氨,尾氣流率為10 kmol·h1,其中含10mol %氨,經吸收劑水將氨完全吸收後,排出乾淨之空氣,若吸收塔排出之水溶液中含5mol %氨,則吸收塔進料水流率為多少kmol·h1? 


40. 下列捏和(kneading)裝置,何者不適合用於高黏度物料的捏合? 


41. 對於壓濾機的敘述,下列何者正確?
【1】對黏度高的濾漿,使用高壓過濾可有效過濾
【2】壓濾機操作過程,可採連續操作
【3】恆壓操作初期濾液混濁
【4】恆速操作初期,壓力高,濾液無可避免混濁
【5】濾漿輸送通常使用離心泵
【6】為達較佳過濾效果,過濾初期採恆壓操作,達穩定後採恆速操作 


42. 下列有關蒸餾操作的敘述,何者錯誤? 


43. 100公升的水中含有80公克碘,利用150公升四氯化碳進行一次萃取,萃取後,若100公升水萃餘相含有10公克碘,則碘對四氯化碳與水的分配係數(K=)為何? 


44. 下列有關熱傳導(thermal conduction)的敘述,何者錯誤? 


45. 粉刷牆壁的師傅將紅、黃、藍三種顏色的水性漆混合調成新的顏色漆,屬於下列何種操作? 


46. 含相同總水含量的同一件毛衣在晴天及雨天時,將毛衣晾乾所失去之自由含水率比較,何者正確? 


47. 欲將流量為500kg/hr的10wt %氯化鉀水溶液濃縮成為20wt %的氯化鉀溶液,則需蒸發的水蒸汽流量為多少kg/hr? 


48. 一厚度0.5m的爐壁,其熱傳導係數(k)為0.2W.m1.K1,爐內壁的溫度為1000K,爐壁外面有300K的空氣流過,熱傳送係數(h)為1.0W.m2.K1,當達穩定熱傳,爐外壁表面溫度為多少K? 


49. 下列針對共沸混合物的描述,何者正確? 


50. 泥漿中含有很小的固體顆粒,以致在過濾操作時會產生緻密的可壓縮濾餅,若使用助濾劑(filter aids)可防止過濾介質的孔洞被堵塞,而讓濾液通過。下列有關助濾劑的敘述,何者錯誤?