Приклади типових завдань, що виносяться на іспит

1. Складіть схему матеріальних потоків виробництва аміаку (азот — з повітря, водень- електролізом води). Визначте витрати азоту і водню на 1 тонну аміаку.

Рішення: а) Складемо стехіометричні рівняння електролізу  води і синтезу аміаку

2 H₂O = 2 H₂ + O₂                      N₂ + 3 H₂ = 2 NH₃

б) За молярними масами речовин розрахуємо матеріальні потоки по стадіям.(дивись посібник  Екологія і економіка ст. 269) 

2. Яке паливо економічно вигідніше використовувати: вугілля з теплотою згорання q=5000 ксаl/kg, чи газ з теплотою згорання з теплотою згорання q=40 МJ/kg, якщо   1 m³ газу  метану (за н.у.)  коштує вдвічі більше, ніж 1,5 тонни вугілля. Наведіть розрахунок.

Рішення: а) спочатку приведемо усі  о. ф. в.  до однієї системи (SI);

б) Визначимо густину газу  метану за допомогою його молярної маси і об’єму ( 16 g/22,4 l ) і далі перерахуємо питому теплоту згорання газу q=40 МJ/kg до його об’ємної теплоти згоряння.

в) визначивши у скільки разів більше (менше) тепла виділяє 1 kg вугілля, ніж 1 m³ газу , отримаємо відповідні розміри ф.в. енергії (роботи) і порівняємо їх  ціну за умовою  задачі..

3. Яка буде dim. і найменування одиниці фізичної величини  алгоритму:

dim X = (3,6 MJ * kW·h * 100 kg * 30 Pa * l * h)/(16 kcal * 20 m³ * 7 atm.* 2 t* 5 Gs)

Рішення: а) Визначаємо розмірності фізичних величин відповідних одиниць фізичних величин алгоритму задачі. Енергія MJ,  kW·h і kcal  –  dim L²MT ^–2; маса kg i t  –  M; тиск Pa і atm. -  L^-1MT ^–2; об’єм  l і m³ – L³; час s – T.

б)  підставляємо визначені розмірності в алгоритм задачі відповідно до їх одиниць і здійснюємо математичне скорочення

L²MT ^-2 * L²MT ^-2 * M * L^-1MT ^–2 * L³ * T / L²MT ^–2 * L³ * L^-1MT ^–2 * M * T = L²MT ^-2.

Oтриманий результат розмірностей L²MT ^-2 відповідає фізичній величині – енергії (одиниця ф.в. -  J).

4. Який з наведених нижче з розмірів фізичної величини енергії найбільший і найменший? (проставте відповідні позначення “б” і “м”)

А – енергія, необхідна для підйому 10 тонн на висоту 20 метрів;

Б – 100 kJ;

В – 5 G J;

Г – 200 kcal.

Рішення: А) визначаємо необхідну роботу:  А =mgh, обов’язково перевівши о.ф.в. в систему SI і визначивши роботу в Дж..

Б) 100 kJ;

В) 5 GJ

Г) 200 kcal переводимо в Дж, використовуючи співвідношення

1 cal = 4,19 Дж.

Порівнюємо отримані результати.

5.  Визначте, в якому добриві відсоток калію  найбільший, і в якому - найменший? (проставте відповідні позначення “б” і “м”)

А – триоксонітрат калію;

Б – хлорид калію;

В – триоксокарбонат дикалію;

Г – тетраоксосульфат дикалію .

Рішення: використовуючи знання Міжнародної системи номенклатури речовин IUPAC, складаємо відповідні формули, визначаємо їх  молярні маси та визначаємо відсоток калію в кожному добриві та порівнюємо отримані значення.