1. 常溫下,將4莫耳苯以及6莫耳甲苯放入一可恆定壓力為101.3kPa的密閉容器中,進行下列程序操作,其溫度-莫耳分率組成圖如圖所示,關於結果的敘述,何者正確?

【1】將容器內溫度升至110˚C時,苯與甲苯混合物呈飽和蒸氣狀態
【2】混合蒸氣溫度由110˚C降至約102˚C時,開始有冷凝液體產生
【3】混合蒸氣由110˚C降溫,開始產生冷凝液時,其液相中苯之莫耳分率約為0.22
【4】當溫度降至約98˚C時,其蒸氣相中苯之莫耳分率約為0.70
【5】當溫度降至僅剩微量蒸氣時,蒸氣相中苯之莫耳分率約為0.62 


2. 已知醋酸在1atm與25˚C時,於純水及異丙醚中之最大溶解度分別為0.242和0.0624。試求醋酸對異丙醚與水的分配係數約為多少? 


3. 有一頂部密閉之壓力筒內裝有水,水面距離筒底27cm,液面上為加壓氣體,在距筒底部的上方3cm處裝有一根水平毛細管,毛細管出口閥關閉,壓力筒另裝有一開端式U型差壓計,內填充水銀,整體裝置如圖所示。當差壓計中水銀液面高差為10cm,外界氣壓為1atm,試問此時毛細管入口絕對壓力為多少Pa?(假設水的密度為1g.cm3,水銀密度為13.6g.cm3,忽略加壓空氣密度,重力加速度為10m.s2,1atm=1.01×105 Pa)
 


4. 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 


5. 在下列製程中,何者使用到吸收操作?
(甲)海水淡化
(乙)以環己烷與花生接觸製備花生油
(丙)二氧化碳與糖水製成汽水
(丁)以多孔性矽膠乾燥空氣
(戊)氯化氫與水製成鹽酸
(己)氨水製備
(庚)以離子交換樹脂移除水中重金屬離子
(辛)果汁濃縮 


6. 一大氣壓「氧氣」下,海水的氧溶解度對溫度關係如圖所示,現有海水溶液與一大氣壓「空氣」進行逆向接觸操作,已知進口海水的氧溶解度為每1000g海水含7.1mg氧,若操作溫度分別為10˚C及50˚C,則下列敘述何者正確?(假設空氣的氧莫耳分率0.21,且符合亨利定律)
 


7. 有一上方為密閉且底部有一水平圓形排水管之水槽,如圖所示。若排水管之內徑為5cm,排水口低於水槽液面10m,水槽液面上方空氣之絕對壓力為2大氣壓,假設不計摩擦損失,且排水時儲水槽液面下降可忽略,求此時排水口排至大氣(1大氣壓)之水流平均流速約為多少m.s1?(水的密度為1g.cm3,1大氣壓=101325 Pa)
 


8. 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? 


9. 下列有關固體輸送裝置的敘述,何者正確?
【1】以動力來源可區分成機械式和氣動式兩大類
【2】惰輪具有動力,帶動皮帶運轉
【3】裝載角會比靜止角大約5~15°
【4】梯板運送機適合坡度大的物料運送
【5】氣動式運送機適合輸送路程有多處轉彎、上下的場合 


10. 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? 


11. 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? 


12. 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? 


13. 一流體的密度為1500kg/m3,黏度為40cP(厘泊),若欲以層流的方式在內徑40cm的圓管內流動,請問流體的最高流速約為多少cm/s? 


14. 下列關於乾燥裝置的敘述,何者正確?
【1】噴霧乾燥器適合應用於奶粉或洗衣粉之製造
【2】冷凍乾燥器適合應用於蛋白質藥物之製造
【3】流體化乾燥器適合應用於食品或化妝品之製造
【4】紅外線乾燥器適合應用於汽車表面塗裝之乾燥
【5】旋轉乾燥器適合應用於穀物之乾燥 


15. 關於乾燥操作的敘述,下列何者正確?
【1】噴霧乾燥器適用的對象,包括溶液、乳液、漿液及膏狀液等
【2】冷凍乾燥的優點是能夠保存物料的成分、風味及色澤
【3】真空乾燥原理為降低物料在乾燥器中之壓力,可降低水分的汽化速率
【4】微波乾燥對厚度大、導熱差材料的乾燥很有效
【5】紅外線乾燥因無熱風接觸物料,故乾燥速率小 


16. 下列針對共沸混合物的描述,何者正確? 


17. 開採礦石常借助於浮選裝置,純礦存在於浮選池的何處? 


18. 某一化工廠有一開口式圓柱型儲槽,直徑為20.0m,儲槽內部之高度為10.0m,儲槽內裝有密度為1.2g/cm3的溶液,如果此溶液佔儲槽體積之80%,假設大氣壓力為1atm,求此儲槽底部所承受的絕對壓力約為多少atm?(1atm=760mmHg=101325Pa) 


19. 關於液體在均一直徑圓直管中流動的敘述,下列何者正確? 


20. 下列關於過濾(filtration)操作的敘述,何者錯誤? 


21. 如圖,逆流進料(backward feeding)三效蒸發器操作過程中,各效之壓力(P)、溫度(T)及濃度(C)之大小順序為何?
 


22. 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? 


23. 某屋頂有一儲水槽,液面到槽底的水深h,重力加速度為9.8m/s2,假設水從該儲槽的底部小孔流出時摩擦損耗可以忽略,試問當儲槽水深多少cm時,出口處水的流速為4.9m/s? 


24. 在晶種存在的條件下,進行結晶操作,企圖得到尺寸粗大且分布窄的晶粒產物,而非尺寸分布寬廣的晶粒產物,下列操作何者最合適? 


25. 有三層平板材料,如圖所示,各表面(或界面)溫度分別為T1=100˚C、T2=80˚C、T3=70˚C、T4=30˚C,若傳熱已達恆穩狀態,則各層平板材料導熱係數之比值(kA:kB:kC)為何?
 


26. 下列有關殼管熱交換器的敘述,何者正確? 


27. 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? 


28. 在雙套管熱交換器中,以海水將流率為0.5 kg·s1之熱水降溫,熱水溫度從95˚C降至30˚C,海水溫度從11˚C升溫至25˚C,兩者以逆流方式進行熱交換,熱水比熱為4.2 kJ·kg1·K1,海水比熱為3.9 kJ·kg1·K1,則海水之流率為多少kg·s1? 


29. 一斜管壓力計(inclined tube manometer),內裝有密度為1.6g/cm3的四氯化碳做為指示液體,斜管與水平線的夾角為30°。若以此壓力計量測水(密度=1g/cm3)在管中流動兩點間的壓力差,斜管上的讀值為50mm,則此兩點間的壓力差為多少Pa?(重力加速度為9.8m/s2) 


30. 有一高溫爐以20cm厚的耐火磚(其熱傳導度為k1=0.89 kcal/hr-m-˚C)及若干厚度的絕熱磚(其熱傳導度為k2=0.06 kcal/hr-m-˚C)所構成。若內壁溫度為1000˚C,外壁溫度為38˚C,可允許的最大熱損失為750 kcal/hr-m2,則絕熱磚的厚度至少應為多少cm? 


31. 在日常生活中,使用活性碳來去除空氣的臭味最符合下列哪一種操作? 


32. 下列有關粒徑分布的敘述,何者錯誤? 


33. 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? 


34. 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? 


35. 一泵將水以0.5kg/s的質量流率輸送至較原地高4m的地方,已知泵效率為65%,若忽略管路的摩擦損失及流體的動能變化,則此泵的制動功率為多少W?(重力加速度為9.8m/s2) 


36. 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? 


37. 一雙套管熱交換器,熱流體為水蒸汽,入口和出口溫度皆為125˚C,20˚C冷水以質量流率為ω流入此熱交換器,出口溫度為40˚C,因流體溫度變化不大,可以算數平均溫度差取代對數平均溫差來計算熱流速率。若20˚C冷水質量流率變成2ω,假設總括傳熱係數和冷水比熱維持不變,水蒸汽入口和出口溫度皆保持為125˚C,則冷水出口溫度為多少˚C?(算數平均溫度差=) 


38. 連續式精餾裝置層板塔的通孔設計,通常型式有三種:泡罩板、篩板、閥板,下列有關此三種板的敘述,何者正確? 


39. 填充塔常用來進行吸收操作,優良填料應具備哪些性質?
【1】單位體積的表面積要大
【2】填料層內,空隙體積小
【3】耐腐蝕,耐高溫
【4】表面粗糙,易被潤濕
【5】比重大,機械強度好
【6】表面緊密 


40. 將空氣加熱,再以冷水噴淋入空氣(絕熱冷卻),然後再加熱此空氣。此空氣調節過程中,在圖濕度圖之路徑為何?
 


41. 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? 


42. 已知373K下,苯對甲苯的相對揮發度為2.4。有一苯-甲苯混合液中,苯的莫耳分率為0.50,若氣液達平衡時,試問氣相中苯的莫耳分率為多少? 


43. 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? 


44. 有一水平管路的進出口端連接上一U型液柱壓力計。此U型壓力計內密封之指示液體的密度為1.6g/cm3。當水以一定的流速流經此水平管路時,U型管內的液位指示如圖,則A、B兩點的壓力差值約為多少?
 


45. 在20˚C時,氧氣溶於水中之亨利常數(Henry's constant)為4.01×104 atm/莫耳分率,求曝露於2atm,20˚C空氣中,水之飽和溶氧濃度約為多少mg/L?(已知空氣中含氧的莫耳分率為0.21,氧原子量16,氮原子量14,氫原子量1) 


46. 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 


47. 下列何者為板式熱交換器的特點? 


48. 下列哪三種閥(valves)適用於調節流體流量?
【1】閘閥(gate valve)   【2】球閥(globe valve)
【3】安全閥(safety valve) 【4】蝶形閥(butterfly valve)
【5】栓塞閥(plug valve)  【6】單向閥(check valve)
【7】球塞閥(ball valve)  【8】針閥(needle valve) 


49. 化學氣相沉積法是半導體製程的重要技術之一,其所使用的無縫不鏽鋼管規格依照ANSI的規範製造,並以公稱管徑與管號來表示鋼管的規格。下列關於公稱管徑與管號的敘述,何者? 


50. 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?