화공기사 2016년 4회 기출 풀이(1번,2번,*3번,4번,5번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 1번, 2번, 5번

1. 정압과정으로, 액체로부터 증기로 바뀌는 순수한 물질에 대한 깁스 자유에너지 G 와 온도 T 의 그래프를 옳게 나타낸 것은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 3번

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평형일 때 두 상의 깁스에너지가 같다.

때문에 1,2번 보기처럼 변하는 건 답이 아니다.

3,4번 중에 고르려면 기울기를 따져야 하는데

맥스웰 식중 G에 대한 식을 떠올려 보자.

dG = -SdT + VdP

정압과정에서 dP=0 이고,

S(엔트로피)는 항상 0보다 크므로,

G와 T의 관계에서 기울기는 음수이다.

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2. 주울-톰슨(Joule-Thomson)팽창은 다음 중 어느 과정에 속하는가?

 ① 등엔탈피과정

 ② 등엔트로피과정

 ③ 정용과정

 ④ 정압과정

정답 : 1번

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https://for-freeedom.tistory.com/65

줄톰슨팽창에 관한 설명 링크이다.

가장 기본적인 내용인 등엔탈피과정인가 를 묻고있다.

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3. 혼합물이 기-액 상평형을 이루고 압력과 기상조성이 주어졌을 때 온도와 액상조성을 계산하는 방법을 다음 중 무엇이라 하는가?

 ① BUBL P

 ② BUBL T

 ③ DEW P

 ④ DEW T

정답 : 4번

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라울의 법칙, Antoine 식 등을 이용하여,

Bubble Point(거품점), Dew Point(이슬점) 온도, 압력, 조성 등을 계산하는 방법에 대한 내용이다.

BUBL P : 주어진 액상조성과 온도로부터  기상조성과 압력을 계산

BUBL T : 주어진 액상조성과 압력으로부터  기상조성과 온도를 계산

DEW P : 주어진 기상조성과 온도로부터  액상조성과 압력을 계산

DEW T : 주어진 기상조성과 압력으로부터  액상조성과 온도를 계산

적당히 암기해야지 싶다..

답을 고르는 데는 별 도움이 안되지만 거품점, 이슬점에 관한 설명을 링크한다.

https://for-freeedom.tistory.com/12

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4. 역행응축(逆行應縮, Retrograde condensation) 현상을 가장 유용하게 쓸 수 있는 경우는?

 ① 천연가스 채굴시 동력없이 많은 양의 액화 천연가스를 얻는다.

 ② 기체를 임계점에서 응축시켜 순수성분을 분리시킨다.

 ③ 고체 혼합물을 기체화 시킨 후 다시 응축시켜 비휘발성 물질만을 얻는다.

 ④ 냉동의 효율을 높이고 냉동제의 증발잠열을 최대로 이용한다.

정답 : 1번

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17년 2회 9번 과 보기 순서만 다른 문제이다.

역행응축은 네이버 지식백과에 정말 쉽게 설명되어 있다.

이보다 잘 설명할 자신이 없어 포스팅 못하겠다.

간략하게 말하면,

다성분계이고, 임계점 부근의 특수한 조건에서 압력을 낮출 때 응축되는 현상이다.

보통은 응축시키려면 압력을 높여야 하지 않나. 그래서 '역행' 응축이다.

자세한 내용은 생략하고 천연가스  채굴에 사용되는 원리라는 정도 알고있으면 좋겠다.

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5. 실제기체의 조름공정(Throttling process)을 전후해서 변하지 않는 성질은?

 ① 온도

 ② 엔탈피

 ③ 압력

 ④ 엔트로피

정답 : 2번

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2번 문제와 마찬가지 내용이다.

 = 줄톰슨팽창

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