Trong truyền nhiệt, các phương thức bố trí chiều chuyển động giữa hai lưu thể

Khi hòa tan một chất rắn vào dung môi, có hai quá trình chính xảy ra:

1. Phá vỡ mạng lưới tinh thể của chất tan: Quá trình này đòi hỏi năng lượng để tách các ion hoặc phân tử chất tan ra khỏi mạng lưới tinh thể của chúng. Do đó, nó là quá trình thu nhiệt.

2. Solvat hóa (hoặc hydrat hóa nếu dung môi là nước): Các phân tử dung môi bao quanh và tương tác với các ion hoặc phân tử chất tan đã tách ra. Quá trình này giải phóng năng lượng do hình thành các liên kết giữa dung môi và chất tan. Do đó, nó là quá trình tỏa nhiệt.

Vậy, đáp án đúng là B. Thu nhiệt của dung môi do mạng lưới tinh thể của chất tan bị phá hủy và quá trình solvat hóa tỏa nhiệt.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm, hơi nước bão hòa thường được dẫn vào khoảng không gian bên ngoài ống (shell side) và đi từ trên xuống dưới. Việc này giúp cho hơi nước ngưng tụ khi tiếp xúc với bề mặt ống, và nước ngưng tụ sẽ chảy xuống dưới, tạo điều kiện cho quá trình trao đổi nhiệt diễn ra hiệu quả. Dung dịch muối ăn sẽ được dẫn trong ống. Vì vậy, đáp án đúng là D.

Quá trình truyền nhiệt là quá trình nhiệt năng tự lan truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Quá trình này diễn ra một chiều, tức là nhiệt chỉ truyền từ nơi nóng sang nơi lạnh chứ không tự động xảy ra theo chiều ngược lại. Đồng thời, quá trình truyền nhiệt luôn xảy ra ngược chiều với gradien nhiệt độ, vì gradien nhiệt độ chỉ hướng tăng nhiệt độ còn nhiệt lại truyền từ nơi nhiệt độ cao sang nơi nhiệt độ thấp.

Do đó, đáp án đúng là C.

Thiết bị baromet có những ưu điểm so với thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại chân tháp như sau:

* Nước ngưng tụ chảy ra không cần bơm: Do thiết kế của thiết bị baromet, cột chất lỏng (nước ngưng) có chiều cao đủ lớn để tạo ra áp suất thủy tĩnh thắng được áp suất khí quyển, do đó nước ngưng có thể tự chảy ra mà không cần bơm.
* Thiết bị nhỏ gọn: So với các thiết bị ngưng tụ khác, thiết bị baromet có kích thước tương đối nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian lắp đặt.

Do đó, đáp án D và E đều đúng. Tuy nhiên, đáp án D bao hàm ý chính xác và đầy đủ hơn về ưu điểm của thiết bị baromet so với loại chân tháp.

Các đáp án còn lại không đúng vì:

* A và B: Thiết bị baromet chỉ có thể ngưng tụ trực tiếp, không có khả năng ngưng tụ gián tiếp.
* C: Thiết bị baromet vẫn cần bơm để cấp nước làm mát (nếu dùng nước tuần hoàn) và không phải lúc nào cũng nhỏ gọn hơn các loại khác.

Thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp có ưu điểm chính là sản phẩm không bị lẫn chất tải nhiệt. Trong các thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp, chất tải nhiệt sẽ tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm, dẫn đến khả năng lẫn tạp chất hoặc thay đổi thành phần sản phẩm. Do đó, đáp án C là chính xác nhất.

Các phương án khác:

* A: Thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp không cho phép pha loãng sản phẩm, mà ngược lại, nó giữ cho sản phẩm không bị lẫn tạp chất.
* B: Chi phí thiết bị của thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp thường cao hơn so với thiết bị trực tiếp do cấu trúc phức tạp hơn.
* D: Hệ số truyền nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp thường thấp hơn so với thiết bị trực tiếp vì có thêm lớp vật liệu ngăn cách.
* E: Thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp thường có cấu tạo phức tạp hơn để đảm bảo hiệu quả trao đổi nhiệt mà không gây lẫn tạp chất.