民國110年 高考三級 化學工程 輸送現象與單元操作收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
一分子A 要擴散到一幾乎只含有B 分子的多孔體物質中有效擴散係 數（effective diffusivity）為DA, e，已知A 在多孔體物質中之克努森擴 散係數（Knudsen diffusivity）為DA, K，且A 在B 之體擴散係數（bulk diffusion coeff.）為DAB，請問三者之間關係？（5 分） 何謂濾媒，試述其作用功能？（5 分） 使用皮托管（Pitot Tube）測量圓管內流體流速時，皮托管之外徑不可 大於管徑之幾分之幾？（5 分） 使用銳孔流量計時，大約要離銳孔盤約多少倍管徑距離之後不再受銳 孔盤影響？（5 分）
有一泵欲將井水從高於地面2 m 抽到離地8 m 高的水塔中，抽水速率為 2 L/s，水管直徑為2 cm，若各項摩擦損失可忽略，泵效率為70%，請算 出所需要的泵功率。（20 分） 1大氣壓 2m 8m 2 m 8 m 1大氣壓
一工程師欲使用兩層不同絕緣物質去隔絕一蒸汽管（直徑2.5 inch、長度L）， A 絕緣物之熱傳導度為另一絕緣物B 的4 倍，每一層絕緣物的厚度皆為1inch， 其排列有下圖（1）與（2）兩種。假若絕緣物質層之內外表溫度（T1和T3）固 定，請分別計算出圖（1）與（2）的熱傳量（heat transfer rate）q1與q2？並計 算 q -q ( ) q ×100%？（20 分）
一開口水池的液體被泵至高度12 ft 的地方（如下圖所示），液體流量 60 gal/min（比重= 0.90，蒸氣壓= 4.1 lbf/in2），在進口與出口之摩擦壓力 損失分別為0.8 lbf/in2 與7.5 lbf/in2，在點 之液體為45 lbf/in2（計示壓 力，gauge pressure），若泵之效率為ηp= 0.65，請決定： 泵產生之壓力（10 分） 驅動泵所需之馬力（5 分） 靜壓力吸頭（NPSH）（5 分） 註：單位換算 1 ft3=7.481 gal 1 atm=14.7 psia= 2116.2 lbf/ft2 1 g/cm3= 62.4 lbm/ft3 1Hp= 550 ft-lbf/s 4’ 12’ 泵 2” 管 水池 （1） r1 r2 r3 B A T1 T3 （2） r1 r2 r3 A B T1 T3
非洲豬瘟病毒是一種高度傳染性之惡性豬隻疫病，若非洲豬瘟肉品進入 國內，沒吃完變成廚餘拿去養豬，就可能成為國內感染途徑。由於病毒 只有透過高溫蒸煮約90℃以上、持續一小時才能殺死病毒。為了解烹調 豬肉時其內部溫度隨時間變化情形，將此問題簡化一熱傳問題：在非穩 態下，將一0.5 kg 的正方體豬肉塊溫度為20℃，放置於四周都是200℃ 的熱油水中加熱，其熱傳係數為15 W/m2‧K，豬肉的密度ρ = 991 kg/mଷ， 熱傳導係數k= 0.675 W/m‧K，熱擴散係數α =1.3×10-7 m2/s。若此豬肉 塊的中心部位要達到90℃，至少需要烹煮多久？請列出其中一維度的 控制方程式（governing equation）、初始與邊界條件（initial and boundary conditions），不需要解方程式，但利用下列附圖計算出答案。（20 分） 非穩態下平板的內部不同時間與位置的溫度變化圖 /t x /t x