TB142-E Tentamen 20 mei 2014
Tentamen TB142-E 20 mei 2014 9-10 uur
Aanwijzingen:
• U mag gebruik maken van:
– schrijfmateriaal – rekenmachine
– formuleblad en periodiek systeem (afgedrukt achteraan dit tentamen).
Dit tentamen beslaat 24 vragen, op 9 pagina’s.
Het totaal aantal te behalen punten is 60.
Pagina: 1 2 3 4 5 6 Totaal:
Punten: 10 20 7 7 12 4 60
Score:
Toelichting meerkeuzevragen
• Bij elke deelvraag is slechts ´e´en antwoord juist.
• Aanvinken van meer dan ´e´en vakje per vraag wordt gerekend als een foute keuze
• De antwoorden op de meerkeuzevragen dienen op het antwoordformulier te worden beantwoord
• Let erop dat op het antwoordformulier de letters A, B, C en D per vraag door elkaar staan.
1. (2 punten) De Eemscentrale is een aardgasgestookte thermische centrale. De volgende uit- spraak is juist: De Eemscentrale ...
A. ... is een gesloten systeem voor massa en energie B. ... is een open systeem voor massa en energie
C. ... is een open systeem voor massa, een gesloten systeem voor energie D. ... is een gesloten systeem voor massa, een open systeem voor energie 2. (2 punten) De 1ehoofdwet van de Thermodynamica zegt niet:
A. Energie kan noch worden gecre¨eerd, noch vernietigd.
B. De energie van het Universum is constant.
C. De energie van een systeem is constant.
D. Bij een energietransformatie is de energie constant.
3. (2 punten) Thermische centrales worden zo genoemd omdat A. ... ze naast elektriciteit veel warmte produceren
B. ... er warmte (deels) wordt omgezet in arbeid C. ... de conversie plaatsvindt via een stoomcyclus
D. ... er hoge temperaturen worden bereikt in een centrale
4. (1 punt) De volgende elektriciteitscentrale is niet een thermische centrale A. biomassacentrale
B. bruinkoolcentrale C. kerncentrale
D. waterkrachtcentrale
5. (1 punt) Fossiele brandstoffen waaruit in Nederland elektriciteit voornamelijk wordt opge- wekt zijn
A. aardgas en aardolie B. aardgas en steenkool C. uranium en steenkool D. biomassa en steenkool
6. (2 punten) De hierna genoemde stof is g´e´en organische verbinding A. methaan CH4
B. methylmercaptaan CH3SH C. waterstofdisulfide H2S D. mierezuur CH3COOH
TB142-E Tentamen(vervolg) 20 mei 2014 7. (1 punt) De verhoudingsformule van glucose is C6H12O6. De volgende uitspraak is juist:
A. Stoffen met dezelfde verhoudingsformule hebben hetzelfde molgewicht.
B. All´e´en voor organische stoffen is een verhoudingsformule op te stellen.
C. All´e´en voor zuivere stoffen is een verhoudingsformule op te stellen.
D. G´e´en van bovenstaande uitspraken is juist.
8. (3 punten) Ultracentrifuges voor de scheiding van Uranium isotopen werken op basis van verschil in soortelijk gewicht. Het soortelijk gewicht van235U F6is gelijk aan:
A. 98,7 % dat van238U F6 B. 99,15 % dat van238U F6
C. 100 % dat van238U F6 D. 100,85 % dat van238U F6
9. (3 punten) Als 3,700 kg CO2 wordt uitgestoten als gevolg van de verbranding van een hoeveelheid grafiet, dan is deze hoeveelheid grafiet (zuiver koolstof):
A. 980 [g]
B. 990 [g]
C. 1000 [g]
D. 1010 [g]
10. (3 punten) De LHV van aardgas uit Australi¨e is 48 [MJ/kg], die van Australische steenkool 25 [MJ/kg]. De CO2-uitstoot per hoeveelheid warmte in [kg/MJ] bij volledige verbranding verhoudt zich voor deze twee brandstoffen dan ongeveer als (Steenkool staat tot Aardgas)
A. 2 staat tot 1 [48 staat tot 25]
B. 3 staat tot 2 [(48/16) staat tot (25/13)]
C. 2 staat tot 1 [(44/25) staat tot (44/48)]
D. g´e´en van bovenstaande antwoorden is juist
11. (4 punten) Het rendement van de Eemscentrale, waar Noors aardgas verstookt wordt, is 55%. Het vermogen van deze deze centrale is 2500 [MWe]. Hoeveel aardgas met LHV=50 [MJ/kg] is dagelijks nodig als de centrale op vollast draait?
A. 2,8 * 106[kg]
B. 7,9 * 106[kg]
C. 28,3 * 106[kg]
D. 50,0 * 106[kg]
12. (4 punten) Stel dat het warmteverlies (via rookgas etcetera) van de Eemscentrale 395 MW bedraagt. Het gebruikte koelwater wordt 3 oC opgewarmd. De Cp van zeewater is 5,0 [kJ/kg/K]. De hoeveelheid gebruikt koelwater bij vollast is dan:
A. niet te berekenen. Onvoldoende gegevens.
B. 110 ton per seconde C. 45 ton per seconde D. 5 ton per seconde
13. (2 punten) Voor de Eemscentrale geldt dat het behaalde rendement van 55 % ...
pag. 2 van 9
A. groter is dan het Carnotrendement B. gelijk is aan het Carnotrendement C. kleiner is dan het Carnotrendement
D. geen relatie heeft met het Carnotrendement
14. (2 punten) We weten dat de Eemscentrale bij vollast 2500 MWe levert. Om het Carnotren- dement van de Eemscentrale te kunnen berekenen hebben we nodig:
A. het thermisch vermogen in MW
B. hoogst bereikte temperatuur in de centrale C. de LHV van aardgas
D. g´e´en van bovenstaande gegevens
15. (2 punten) De volgende energietransformaties treden op in een Centraal Verwarmingssys- teem
A. Chemische energie → warmte; warmte Tlaag→ warmte Thoog
B. Chemische energie → warmte; warmte Thoog→ warmte Tlaag C. Chemische energie → warmte; warmte → arbeid
D. Arbeid → warmte; warmte Tlaag→ warmte Thoog
16. (3 punten) Het gew.% - koolstof in 1-propanol, CH3CH2CH2OH is A. 52,2
B. 54,4 C. 58,0 D. 60,1
TB142-E Tentamen(vervolg) 20 mei 2014 17. (2 punten) de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica luidt
A. Kracht kan niet voor 100% geconverteerd worden in warmte B. Warmte kan niet voor 100% geconverteerd worden in kracht C. Warmte kan niet worden geconverteerd in kracht
D. Kracht kan niet worden geconverteerd in warmte
18. (2 punten) Een warmtekrachtcentrale gestookt op aardgas (Aardgas-WKC) produceert naast elektriciteit ook nuttige warmte. De volgende uitspraak is juist: ”In vergelijking met een conventionele aardgasgestookte elektriciteitscentrale ...:
A. ...heeft een Aardgas-WKC doorgaans een hoger elektrisch rendement.”
B. ...heeft een Aardgas-WKC doorgaans een lager elektrisch rendement.”
C. ...heeft een Aardgas-WKC doorgaans een lager rendement.”
D. ... heeft een Aardgas-WKC een vergelijkbaar rendement.
19. (2 punten) Wat is het meest bepalend voor de effici¨entie van een thermische elektriciteits- centrale?
A. De leeftijd van de centrale
B. De verbrandings- en de koelwatertemperatuur.
C. De energiedichtheid van de energiebron.
D. De grootte van de centrale 20. (1 punt) De volgende uitspraak is juist:
A. 1 mol peren en 1 mol appels zijn onvergelijkbaar.
B. De massa van 1 mol peren is gelijk aan die van 1 mol appels.
C. Het aantal peren in 1 mol peren is gelijk aan het aantal appels in 1 mol appels.
D. Het molgewicht van peren is gelijk aan dat van appels.
NedMag. Bij Veendam bevindt zich een unieke zoutvoorraad, een Zechsteinafzetting op 1300-2100 meter diepte van steenzout dat bestaat uit goed als zuiver magnesiumchloride M gCl2. Het bedrijf NedMag wint dit, met behulp van water, als pekel (zoutoplossing).
NedMag maakt drie producten:
• Een deel van de gewonnen pekel wordt als 32 [gew.%] zoutoplossing verkocht
• Een tweede deel wordt verwerkt tot vast magnesiumchloride door een geavanceerd indampproces. Het daarbij verdampte water wordt gecondenseerd en gezuiverd al- vorens te worden geloosd.
• Het derde deel van de geproduceerde magnesiumchloride M gCl2 wordt samen met per trein aangevoerd dolime, zuiver CaO.M gO, verwerkt tot magnesiumoxide, M gO dat onder meer wordt toegepast in verf en tandpasta als witmaker.
pag. 4 van 9
In figuur 1 staat een principe schema van de fabriek.
Figuur 1: Principe schema fabriek NedMag
Uit NedMag’s website1is een indicatie van haar jaarlijkse productie af te leiden:
• 170.000 ton zuiver M gO (Dead Burned Magnesia)
• 90.000 ton M gCl2(totaal opgelost + vast)
• 90.000 ton CaCl2 (vast)
Lees de bovenstaande informatie ´en beantwoord dan de onderstaande vragen 22-25.
21. (4 punten) Stel dat NedMag 40% van de geproduceerde M gCl2 als oplossing verkoopt.
Hoeveel water verlaat dan de fabriek met het produkt ongeveer?
A. 36.000 [ton/jaar]
B. 50.000 [ton/jaar]
C. 53.000 [ton/jaar]
D. 72.000 [ton/jaar]
22. (4 punten) Uit de gegeven informatie is een schatting te berekenen van de hoeveelheid aangevoerde Dolime. Die hoeveelheid is naar schatting:
A. 78.000 [ton/jaar]
B. 90.000 [ton/jaar]
C. 103.500 [ton/jaar]
D. 125.000 [ton/jaar]
23. (4 punten) Met de gegeven informatie is een massabalans voor het bedrijf NedMag op te stellen. Onder verwaarlozing van opslag in het bedrijf, en alle stromen uitgedrukt in tonnen per jaar luidt deze:
A. Pekel + dolime = Produkten (M gO + M gCl2 + CaCl2) - water in produkten - geloosd water
1http://http://www.nedmag.nl/de-onderneming/historie; accessed 18.06.2013
TB142-E Tentamen(vervolg) 20 mei 2014 B. Pekel + dolime = som van de Produkten (M gO + M gCl2 + CaCl2) + water in
produkten + geloosd water
C. Pekel + water in produkten = som van de Produkten (M gO + M gCl2 + CaCl2) + dolime + geloosd water
D. Pekel - water in produkten - dolime = som van de Produkten (M gO + M gCl2 + CaCl2) + geloosd water
24. (4 punten) Uit de vergunning is op te maken dat NedMag jaarlijks maximaal 350.000 ton M gCl2 mag winnen. De gegeven informatie kan worden gebruikt om NedMag te contro- leren. Uit 1 ton Dolime ontstaat ongeveer 1 ton M gCl2, en neem aan dat de fabriek 100.000 ton Dolime gebruikt. De volgende uitspraak is dan juist:
A. NedMag wint waarschijnlijk teveel zout, namelijk ongeveer 400.000 ton B. NedMag wint de toegestande hoeveelheid zout, ongeveer 350.000 ton C. NedMag wint minder zout dan toegestaan, ongeveer 300.000 ton
D. De hoeveelheid gewonnen zout hangt af van de verhouding verkocht zuiver / opgelost M gCl2, en kan dus niet worden bepaald.
– Einde van de vragen –
pag. 6 van 9
– Deze pagina is bewust blanco –
TB142-E Tentamen(vervolg) 20 mei 2014
Formuleblad
• Energie [J]:
Ekin= 12m · v2 Q = Cp· m · ∆T Wmax= Qh·(Th− Tc)
Th
Qc= Qh− Wmax = Qh· Tc
Th E = 2, 31 · 10−19·Q1.Q2
r
• Avogadro [moleculen/mol]:
NAvogadro= 6, 022 ∗ 1023
• Straling:
S = k · T4[W/m2])
k = 5, 67 · 10−8[W/m2/K−4] λpiek = c
Tpiek ν = c/λ[s−1J]
c = 3, 000 · 108[m/s]
E = h · ν[J]
h = 6, 62608 · 10−34[J · s]
• Heisenberg:
∆x · ∆(m · v) ≥ h 4π
• Ideaal gas:
P · V = n · R · T
R = 8, 31451[J/(K · mol)]
1[atm] = 101, 235[J]
pag. 8 van 9
118 1A8A 12 H21314151617He 1.0082A3A4A5A6A7A4.003 345678910 LiBeBCNOFNe 6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18 1112131415161718 NaMgAlSiPSClAr 22.9924.31345678910111226.9828.0930.9732.0735.4539.95 192021222324252627282930313233343536 KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr 39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3869.7272.5974.9278.9679.9083.80 373839404142434445464748495051525354 RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdIn Sn Sb Te I Xe 85.4787.6288.9191.2292.9195.94(98)101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3 555657727374757677787980818283848586 CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTl Pb Bi PoAtRn 132.9137.3138.9178.5180.9183.9186.2190.2192.2195.1197200.6204.4207.2209(209)(210)(222) 878889104105106107108109110111112 FrRaAcUnqUnpUnhUnsUnoUneUunUuuUub (223)226(227) 5859606162636465666768697071 CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu 140.1140.9144.2(145)150.4152.0157.3158.9162.5164.9167.3168.9173.0175.0 90919293949596979899100101102103 ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr 232.0(231)238.0(237)(244)(243)(247)(247)(251)(252)(257)(258)(259)(260)
Figuur 2: Periodiek systeem der Elementen
