1. 下列有關熱交換器的敘述,何者錯誤? 


2. 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) 


3. 有一批球形玻璃砂,其算數平均直徑為0.25cm,經過研磨後成為算數平均直徑為0.05cm的球形細砂粒,如果在總體積不變的情況下,研磨後玻璃砂的總表面積將變為原來的多少倍? 


4. 假設有一液體,其黏度值為20cP,密度為1.2g/cm3。當此液體流經一內徑為20cm的輸送管路時,若欲保持其流動狀態維持在雷諾數約為2100,則流速(m/s)為何? 


5. 以異丙醚萃取100L水溶液中的有機物,此有機物對異丙醚和水的分配係數為0.5,若先以50L的異丙醚萃取,接著再以另外50L的異丙醚萃取前次萃餘液,假設溶液體積變化可忽略,最終萃取後的水溶液含有此有機物4g,則原來100L水溶液中含此有機物多少g? 


6. 一物體重為5.0kg,如果將此物體從15˚C加熱到95˚C,需要300kJ的熱量,請問此金屬的比熱為多少kJ/(kg‧K)? 


7. 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) 


8. 有關減濕裝置,下列何種操作可以使濕空氣的溫度及濕度同時降低? 


9. 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? 


10. 下列關於反應器的敘述,何者正確?
【1】管式反應器適合反應速率快的氣相反應
【2】槽式反應器為批式反應器,無法適用於連續式操作
【3】流體化床觸媒反應器質量傳送快,適合大規模生產
【4】生物反應不可以使用填充床反應器
【5】薄膜生物反應器兼具反應及分離純化的特點 


11. 在101.3kPa、90˚C時,苯與甲苯組成理想溶液,於液相中苯的莫耳分率為0.2,已知90˚C苯-甲苯的相對揮發度為2,則於氣相中,苯的分壓為多少kPa? 


12. 填充塔內氣液逆流之單位高度壓力降與氣體質量速度Gy之對數關係如圖所示,其中,Gx1和Gx2為液體質量速度,下列關於填充吸收塔操作的敘述,何者正確?
 


13. 氣體吸收操作中,有關吸收劑的選擇原則敘述,何者屬非必要性? 


14. 甲生於實驗室中,將1kg的某液體自25˚C加熱到50˚C,共耗去100kJ。求此液體之比熱為若干J/g.˚C?(假設忽略熱傳損失) 


15. 下列有關混合操作的敘述,何者正確?
【1】V型摻合機適用於奶粉、糖與杏仁粉之混合
【2】轉輪混合機適合醫藥品、染料等粉末之混合
【3】轉輪混合機適合黏土的混練
【4】螺旋槳攪拌機適用於麵糰的捏揉
【5】混合輥輪機適合於油漆的調合 


16. 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? 


17. 有關攪拌機之敘述,下列何者正確?
【1】旋轉軸偏心可以改善渦旋現象
【2】渦輪攪拌機一般以高轉速運轉,可將低黏度流體於短時間內混合均勻
【3】槳式攪拌機適用於高轉速旋轉及低黏度流體之操作
【4】槳式攪拌機屬大直徑、徑流式之攪拌機
【5】螺旋槳攪拌機葉片掃出之流體為徑向流動 


18. 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? 


19. 管件(pipe fittings)的功能通常包括:連接管子、改變管徑或流向…等,下列各組管件中,二者皆具有相同功能者為:
【1】管帽(cap)和管栓(plug)
【2】T形管(T-tube)和Y形管(Y-tube)
【3】肘管(elbow)和法蘭(又稱凸緣,flange) 


20. 某生由文獻查得純水和30wt % NaOH水溶液在不同壓力下的沸點,如表所示,根據杜林法則,表中30wt % NaOH水溶液在55.6kPa下的沸點約為多少˚C?
 


21. 將100g重量百分比為80%的蔗糖水溶液冷卻至室溫,已知室溫下,蔗糖在水中的溶解度為200g蔗糖/100g水,假設無水分損失,則結晶出的蔗糖晶體多少g? 


22. 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? 


23. 已知有一流體在內半徑r為0.5m的圓管內流動,此液體密度ρ為800kg/m3,黏度μ為0.01 kg/m.s,以流量計測得圓管正中心點的流速vc為0.03m/s,試求流體在圓管中的平均質量流率(kg/s)? 


24. 下列關於固體粒徑分析的敘述,何者錯誤? 


25. 一燃燒爐之爐壁由30cm厚的耐火材料(熱傳導係數為0.075 kcal/(hr.m.˚C))及10cm絕熱材料(熱傳導係數為0.005 kcal/(hr.m.˚C))建造而成,若燃燒爐內壁溫度為1000˚C,外壁溫度為40˚C,則耐火材料與絕熱材料交界面的溫度為多少˚C? 


26. 下列有關幫浦(pump)的敘述,何者錯誤? 


27. 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? 


28. 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? 


29. 下列何種操作屬於化學吸收?
【1】高壓下NH3氣體被水吸收,製成氨水
【2】氯化氫氣體被水吸收成鹽酸
【3】CO2氣體被單乙醇胺吸收
【4】H2S氣體被單乙醇胺吸收
【5】以多孔性矽膠與潮濕空氣接觸,使空氣中水蒸汽去除
【6】純水吸收CO2 


30. 下列有關反應裝置的敘述,何者錯誤? 


31. 下列有關蒸餾塔敘述,何者正確?
【1】增加板數可提高蒸餾物的純度
【2】回流比與所需理想板數無關
【3】回流比增大,會增加操作費用
【4】頂部產物組成以高沸點物質為主
【5】重沸點(reboiler)可視為一個理想板
【6】於蒸餾塔進料板以上的部分稱為汽提段 


32. 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? 


33. 以安德生移液管(Andreasen pipette)進行粒子粒徑分析,是屬於何種粒徑分析法? 


34. 兩平板中間夾一塊與平板等面積且可忽略厚度之薄電熱板,其產生之熱能經兩側平板傳導散熱至大氣中,若系統達恆穩狀態,各部分溫度及平板厚度如圖所示,左邊平板導熱係數為右邊平板導熱係數的兩倍,假設平板組之兩側大氣溫度相等、左右兩側平板表面至大氣之熱傳送係數相等且平板邊緣無熱散失,則下列敘述何者正確?
 


35. 下列關於浮選分離裝置的敘述,何者正確? 


36. 下列何者為國際單位制(SI制)的基本單位? 


37. 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) 


38. 有關流體流量測量裝置的敘述,下列何者正確? 


39. 霧沫分離器裝置於蒸發裝置中,針對其功能之敘述,下列何者正確? 


40. 對雙成份A、B所組成的溶液含有0.3莫耳分率的A,若與其達成氣液平衡的氣相組成含有0.4莫耳分率的B,則A對B的相對揮發度為何? 


41. 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?
 


42. 下列何種熱交換器,較適合用於食品加工廠中快速冷卻或加熱的製程? 


43. 關於液體在均一直徑圓直管中流動的敘述,下列何者正確? 


44. 某學生在進行雷諾實驗時,在恆溫下分別將A和B兩種不同液體,以相同速度流入同材質、相同管徑的圓管中,該生發現,A液體呈現層流(laminar flow),而B液體則為紊流(turbulent flow)。根據此實驗結果,該生可以做下列何種判斷? 


45. 小明在2.5升的水中溶入某有機酸50克,再以乙醚進行萃取。若已知該有機酸在水及乙醚中之分配係數為0.01,請問小明以200毫升的乙醚萃取該有機酸水溶液1次,當達平衡後該有機酸水溶液中剩下有機酸多少克? 


46. 對於填充塔式氣體吸收器,下列有關填料的選擇何者錯誤? 


47. 選出下列有關反應器正確的描述?
【1】管式反應器通常於內部裝置蛇管以達到傳熱控溫之目的
【2】攪拌槽式反應器可藉槽內攪拌器使槽內物料之濃度及溫度均勻
【3】連續式反應器適合於大量生產
【4】生物反應器須在高溫及高壓下進行反應
【5】薄膜生物反應器可同時完成反應及分離 


48. 關於濕度與空氣調節操作,下列敘述何者正確?
【1】當空氣的濕度越低,其露點越高
【2】當空氣未達飽和濕度時,其相對濕度大於百分濕度
【3】若已知一空氣的濕度及乾球溫度,可由濕度圖求得空氣之濕球溫度
【4】將空氣進行絕熱飽和增濕過程時,其溫度會下降
【5】一般增濕的方法有直接冷卻法及間接冷卻法 


49. 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? 


50. 已知一精餾塔於穩態操作時,進料中成分A的流量為600mol/hr,若其塔底產物中成分A的流量為9mol/min,則塔頂產物中成分A的流量為何?