化学熱力学 熱力学
化学熱力学（化学工学熱力学）の分野の問題の解き方を教えていただきたいです。
(1)
窒素の定圧比熱はC［J/mol・°C]=27.016+5.812×10^(-3)T-0.289×10^(-6)T^2
ここに,Tの単位はKである.この式を用いて25°Cから300°C間の平均比熱を計算せよ.
答えは29.49J/mol・K
(2)
10vol%CH4,90vol%空気からなる混合ガスを20°Cから300°Cまで加熱したい.ガスの流量速度2.0m^3/minのとき,必要な熱量をkWで示せ.
答えは12.89kW
(3)
つぎの反応の25°Cの内部エネルギーおよびエンタルピー変化を求めよ.
C3H8 (g) + 5O2(g)→3CO2(g) +H2O
(a)水が気体の場合
(b)水が液体の場合
答えは(a)-2044.03kJ/mol (b)-2046.51kJ/mol
(4)
エチレンオキドはつぎの反応によってエチレンからつくれる.
C2H4(g)+1/2O2→C2H4O(g) ΔH=-120kJ/mol
エチレンオキシド5t/dayを生産するプラントから除去すべき熱量を求めよ.ただし量論比より20%過刺の酸素を使用し,供給エチレンの80%が転化されるものとする.酸素は25°Cでエチレンは200°Cで反応器に入り生成物は280°Cで出ていく.
平均モル比熱C［J/mol・℃］(25°C基準)
C2H4 75.3(200°C),91.5(280°C) C2H4O 87.86(280℃)
O2 29.37(25°C).30.48(280℃)
答えは-3352.09kJ/s
(5)
エタノールの脱水素反応によるアルデドの製造を断熱反応器で行う。
C2H5OH(g)→CH3CHO(g)+H2(g) ΔH=+68.95kJ/mol
エタノールの蒸気は300°Cで反応器に供給され30%の転化が得られる.つぎの平均モル比熱を用いて生成物の温度を求めよ.
平均モル比熱C［J/mol・℃］
C2H5OH 0.110
CHCHO 0.080
H2 0.029
答えは112℃
補足
一定圧力ではなく、体積を一定にして反応させたときの反応熱です。