Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2017



PYTANIE NR 32.
Proces prażenia wodorowęglanu sodu, wstępnie ogrzanego do temperatury procesu, wymaga dostarczenia 8050 kJ energii na każde 10 kilogramów NaHCO3. Ile energii należy wytworzyć, aby wyprażyć 300 kg wodorowęglanu, jeżeli straty energii wynoszą 30%?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Najpierw oblicz energię użyteczną dla 300 kg:
8050 kJ na 10 kg → 805 kJ/kg, więc 300 kg → 241500 kJ.
Straty 30% oznaczają sprawność 70%, dlatego energię do wytworzenia liczysz: 241500/0,70 = 345000 kJ.

Pełne wyjaśnienie:

Zadanie wymaga dwóch kroków: (1) przeskalowania energii podanej "na 10 kg" do masy 300 kg oraz (2) uwzględnienia strat energii.

Krok 1: energia wymagana przez sam proces (energia użyteczna).
Podano, że proces prażenia wymaga 8050 kJ na każde 10 kg NaHCO3. Najwygodniej sprowadzić to do 1 kg: 8050/10 = 805 kJ/kg. Dla 300 kg: 805 · 300 = 241500 kJ. To jest ilość energii, która ma "trafić" do procesu jako energia efektywnie wykorzystana.

Krok 2: straty energii 30% (sprawność 70%).
Jeżeli straty wynoszą 30%, to tylko 70% energii wytworzonej będzie wykorzystane użytecznie. Oznacza to zależność: energia_użyteczna = 0,70 · energia_wytworzona. Stąd energia_wytworzona = energia_użyteczna / 0,70 = 241500 / 0,70 = 345000 kJ.

Dlaczego pozostałe wyniki są błędne?

  • Wynik 241500 kJ odpowiada pominięciu strat (traktuje energię użyteczną jak energię do wytworzenia).
  • Wynik 115000 kJ wynika zwykle z błędnego przeliczenia proporcji (np. pomylenia 300 kg z 100–150 kg) albo z nieprawidłowego przeliczenia wartości "na 10 kg".
  • Wynik 410550 kJ sugeruje niewłaściwe zastosowanie procentów (np. dodanie 70% lub inne przestawienie współczynników) zamiast podzielenia przez 0,70.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści jest "straty X%", najpierw zamień to na sprawność: η = 1 − X%. Następnie sprawdź, czy masz policzyć energię "w procesie" (użyteczną), czy "w źródle" (wytworzoną). To drugie zwykle wymaga dzielenia przez η.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć energię dla 300 kg, gdy dane są na 10 kg surowca?
Przelicz wartość jednostkową: 8050 kJ na 10 kg to 805 kJ/kg. Potem pomnóż przez masę wsadu: 805 kJ/kg × 300 kg = 241500 kJ. To jest energia wymagana przez proces (bez korekty na straty).
Co oznacza, że straty energii wynoszą 30% w obliczeniach?
Straty 30% oznaczają, że tylko 70% energii wytworzonej jest wykorzystane użytecznie. W praktyce przyjmujesz sprawność η = 0,70 i liczysz: energia_wytworzona = energia_użyteczna / η, czyli dzielisz przez 0,70.
Dlaczego w zadaniu dzieli się przez 0,70, a nie mnoży przez 1,30?
Bo 241500 kJ to energia, która ma dotrzeć do procesu. Jeśli stanowi ona 70% energii wytworzonej, to energia wytworzona musi być większa: E_wytw = E_użyt/0,70. Mnożenie przez 1,30 odpowiadałoby innemu modelowi strat i często daje błąd.
Jak szybko sprawdzić, czy wynik z uwzględnieniem strat ma sens?
Wynik po uwzględnieniu strat musi być większy niż energia użyteczna (tu: większy niż 241500 kJ). Dodatkowo przy stratach 30% spodziewasz się wzrostu o ok. 1/0,70 ≈ 1,43 razy, więc rząd wielkości ~345 tys. kJ jest logiczny.
Jakie są najczęstsze błędy w zadaniach o stratach energii?
Najczęściej myli się "straty" ze "wzrostem o procent": zamiast dzielić przez (1−straty), uczniowie mnożą przez (1+straty). Drugi błąd to pominięcie przeliczenia z 10 kg na 1 kg albo błędne skalowanie masy partii.
Czy energia 8050 kJ odnosi się do energii wytworzonej czy dostarczonej do procesu?
W treści jest "wymaga dostarczenia 8050 kJ" – interpretacyjnie to energia użyteczna, która ma zostać dostarczona do procesu prażenia. Dopiero potem, osobno, korygujesz to o straty, aby policzyć energię, którą trzeba wytworzyć w źródle ciepła.
Jak zapisać wzór na energię wytworzoną przy stratach procentowych?
Najprościej: η = 1 − s, gdzie s to straty (np. 0,30), a η to sprawność (0,70). Następnie: E_wytw = E_użyt / η. Ten zapis jest uniwersalny dla zadań z bilansu energii i strat instalacji.
Kiedy w technologii chemicznej uwzględnia się straty energii w bilansie?
Uwzględnia się je zawsze, gdy liczysz zapotrzebowanie na energię źródła (piec, wymiennik, grzałki, para technologiczna) i wiesz, że część energii "ucieka" przez izolację, spaliny, nieszczelności lub ogrzewanie elementów konstrukcyjnych.
Jakie jednostki energii najczęściej pojawiają się w bilansach w przemyśle chemicznym?
W zadaniach szkolnych często są to kJ, MJ oraz kWh. Ważne jest konsekwentne trzymanie jednej jednostki w całym rachunku i poprawne przeliczenia (np. MJ ↔ kJ). W tym zadaniu wszystkie dane są w kJ, więc nie ma konwersji.
Jak przygotować się do zadań z bilansu energii na egzaminie CHM.6?
Ćwicz schemat: (1) sprowadź dane do "na 1 kg" lub "na 1 mol", (2) przeskaluj do masy partii, (3) dodaj poprawki: straty, sprawność, odzysk ciepła. Zawsze zapisz, co jest energią użyteczną, a co energią wytworzoną.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 55% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Najpierw oblicz energię użyteczną dla 300 kg:8050 kJ na 10 kg → 805 kJ/kg, więc 300 kg → 241500 kJ.Straty 30% oznaczają sprawność 70%, dlatego energię do wytworzenia liczysz: 241500/0,70 = 345000 kJ."

Źródła:

  • Perry's Chemical Engineers' Handbook (9th Edition), dział: Heat and Energy Balances (ogólne zasady bilansowania energii i sprawności), 2019
  • McCabe, Smith, Harriott: Unit Operations of Chemical Engineering, rozdziały dotyczące bilansów masy i energii (energy balances, efficiency/losses), wydanie zależne od posiadanej edycji

Materiały:

  • Podręczniki z bilansów masy i energii w inżynierii chemicznej (działy: bilans cieplny, sprawność, straty)
  • Zbiory zadań rachunkowych dla technika technologii chemicznej (proporcje, procenty, bilanse)
  • Materiały dydaktyczne z podstaw termodynamiki technicznej (energia, ciepło, sprawność)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego