ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΙΙ 1η σειρα ΑΣκησεων

Ασκηση 1η Οι μετρήσεις για την ανάπτυξη μιας συγκεκριμένης ποικιλίας δένδρου έδειξαν ότι εντός τριών ετών η διάμετρος της βάσης του κορμού μεταβλήθηκε από 26 cm σε 29 cm ενώ το ύψος του αυξήθηκε από 1,9 m σε 3,4 m. Να υπολογισθεί ο μέσος ρυθμός ανάπτυξης της βιομάζας του δενδρυλλίου σε έτη-1. 3 έτη

Ασκηση 2η Σε δοχείο διαλείποντος έργου και ενεργού όγκου V = 500 mL διεξάγεται η αναντίστρεπτη αντίδραση μετατροπής του Α σε Β. Στις ίδιες συνθήκες λειτουργίας γίνονται δύο πειράματα, ένα δίχως καταλύτη και ένα με καταλύτη. Στο 1ο πείραμα, δίχως χρήση καταλύτη, η μεταβολή του CA με το χρόνο είναι: ενώ στο 2ο πείραμα με χρήση 4 g/L καταλύτη η αντίστοιχη μεταβολή της συγκέντρωσης του Α ήταν : Να υπολογισθούν : 1. Ο μη-καταλυτικός και ο καταλυτικός ρυθμός κατανάλωσης του Α. 2. Το ποσοστό της κατανάλωσης του Α που οφείλεται στην καταλυτική αντίδραση, κατά το 2ο πείραμα. 3. Η αναμενόμενη μετατροπή του Α στο 2ο Πείραμα (με χρήση καταλύτη) μετά 20 min λειτουργίας αν η καταλυτική και η μη-καταλυτική αντίδραση είναι: (α) 1ης τάξης και (β) 2ης τάξης, ως προς το Α. (Υπόδειξη: να γίνει χρήση μέσων ρυθμών και μέσων συγκεντρώσεων για την απάντηση των ερωτημάτων). t (min) 10 CA (g/L) 15 14,4 t (min) 10 CA (g/L) 16 13,4

Ασκηση 3η Θεωρείστε μια δημοτική μονάδα διαχείρισης υδατικών απόβλητων για μια μικρή κοινότητα (Σχ. Π1.1). Υδατικά απόβλητα, 32000 m3/ημέρα, ρέουν σε μια μονάδα διαχείρισης, με έναν μέσο χρόνο παραμονής 8 ώρες. Αέρας διοχετεύεται με μορφή φυσαλίδων μέσα στις δεξαμενές και τα μικρόβια στη δεξαμενή προσβάλλουν και διασπούν το οργανικό υλικό. (οργανικά απόβλητα) + Ο2 CO2 + H20 Μία τυπική τροφοδοσία εισόδου έχει BOD (βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο στο μέσο χρόνο παραμονής) 200 mg O2 /L, ενώ το ρεύμα εκροής έχει αμελητέο BOD. Βρείτε την ταχύτητα της αντίδρασης, ή το ρυθμό μείωσης του BOD στις δεξαμενές επεξεργασίας.

Ασκηση 4η Ζητούνται να υπολογισθούν: Ο μέσος ρυθμός της δράσης. Σε δοχείο διαλείποντος έργου, ενεργού όγκου V=500 mL λαμβάνει χώρα η ομογενής αναντίστρεπτη και πρώτης τάξης καταλυτική αντίδραση του Α σε Β (ο καταλύτης είναι διαλυτός). Για συγκέντρωση καταλύτη ίση με 10 g/L, παρατηρήθηκε μείωση της συγκέντρωσης του Α κατά 10% σε χρόνο 10 min όταν η αρχική συγκέντρωση του Α είναι 3 mol/L. Ζητούνται να υπολογισθούν: Ο μέσος ρυθμός της δράσης. Η ποσότητα διαλυτού καταλύτη που θα χρησιμοποιηθεί σε αντιδραστήρα όγκου 10000 L για να επιτευχθεί μετατροπή του Α κατά 15%, σε συνθήκες και χρόνο ίδια με αυτά του μικρού δοχείου. Παραδοχή: Η προσθήκη του καταλύτη δεν επηρεάζει την πυκνότητα του αντιδρώντος μίγματος. (Υπόδειξη: να γίνει χρήση μέσων ρυθμών και μέσων συγκεντρώσεων για την απάντηση των ερωτημάτων).