화공기사 2016년 4회 기출 풀이(11번,12번,*13번,14번,15번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 11번, 14번, 15번

11. 3개의 기체화학종(Chemical species) 로 구성되어 다음의 화학반응이 일어나는 반응계의 자유도는?

 ① 0

 ② 1

 ③ 2

 ④ 3

정답 : 4번

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F = C-P+2-r-s

C : 3 (3개의 화학종)

P : 1 (기체)

r : 1 (반응식 1)

s : 0

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12. 디젤(Diesel) 엔진의 사이클 중 연소는 열역학적으로 다음의 어느 과정에서 일어나는가?

 ① 정용과정

 ② 등압과정

 ③ 단열과정

 ④ 등엔탈피과정

정답 : 2번

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디젤 사이클의 PV 선도 정도는 외우고 있어야 한다.

외운다고 푸는 문제는 아니긴 하지만..

이렇게 생각하는 게 최선은 아닌듯한데..

디젤 엔진은 가솔린 엔진처럼 점화플러그를 이용하지 않고,

공기를 압축하여 온도를 올린(단열압축) 후 연료를 분사해 자연발화한다.

PV 선도를 생각해보면, 단열압축 다음 과정은 등압과정이다. 

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13. 컴퓨터를 이용한 이성분계 계산에 대한 설명 중 적합하지 않은 것은?

 ① 등온 플래시 계산은 온도, 압력을 주고 기상, 액상의 몰 조성을 구하는 계산이다.

 ② 등온 플래시 계산은 뉴튼의 방법 같은 반복 계산을 통하여 계산된다.

 ③ 평형상수를 이용하면 반응의 속도를 정확히 알 수 있다.

 ④ 평형상수를 이용하면 반응 후 최종 조성을 정확히 알 수 있다.

정답 : 3번

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17년 2회 2번에도 플래시 계산에 대한 문제가 출제되었는데

난 잘 모르는 내용이다..

전공책에는 기액 평형에서 중요한 응용 중 하나라고 한다.

먼저 flash 라는 것은 기포점 압력 이상의 압력 하에 있는 액체가 압력이 감소되는 경우

부분적으로 증발되어 기액 평형을 이루는 것을 말한다.

라울의 법칙, K value (=yi/xi) 등을 이용해서 물질수지식을 세우고,

각 물질의 양, 조성 등을 계산하는 것을 플래시 계산(flash calculation)

이라고 한다.

적당히 이정도 알고 보기를 보면..

반응의 속도와는 별관계 없어보인다..

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14. 디젤기관(Diesel cycle)과 오토기관(Otto cycle)에 대한 설명으로 옳은 것은?

 ① 두 기관 모두 효율은 압축비와 무관하게 결정된다.

 ② 디젤기관(Diesel cycle)은 2개의 정용과정이 있다.

 ③ 같은 압축비에 대하여 오토기관(Otto cycle)은 디젤기관(Diesel cycle)보다 효율이 좋다.

 ④ 오토기관(Otto cycle)은 1개의 정용과정과 1개의 정압과정이 있다.

정답 : 3번

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디젤기관은 흔히 아는 디젤기관, 오토기관은 가솔린기관을 떠올리면 된다.

두 기관의 효율 식은 외우기 살짝 거부감 들 수는 있는데

가끔 한문제 씩 나오니 외워두면 좋다.

1번 : 그 효율식에는 압축비가 포함되어 있다.

2번 : PV선도는 반드시 외우자. 1개의 정용, 1개의 정압, 2개의 단열 과정이다.

3번 : 같은 압축비일 때 오토기관이 효율이 더 좋은데, 

 디젤이 압축비를 더 올릴 수 있어 더 높은 효율을 뽑을 수 있다.

4번 : 오토기관은 2개의 정용과정, 2개의 단열과정이다.

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15. 퓨개시티(Fugacity) 및 퓨개시티 계수 에 관한 설명으로 틀린 것은?

(단, 이다.)

 ① 이상기체에 대한 의 값은 1 이 된다.

 ② 잔류 깁스(Gibbs) 에너지 과 와의 관계는 로 표시된다.

 ③ 퓨개시티 계수 의 단위는 압력의 단위를 가진다.

 ④ 주어진 성분의 퓨개시티가 모든 상에서 동일할 때 접촉하고 있는 상들은 평형 상태에 도달할 수 있다.

정답 : 3번

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퓨개시티 어렵다고 버리더라도 이 문제 수준은 알고 있으면 좋겠다.

1번 : 그렇다.

2번 : 이건 모를 수도 있는데 맞다.

3번 : 퓨개시티가 압력의 단위이다. 퓨개시티 계수는 퓨개시티를 압력으로 나누어줬으므로 무차원이다.

4번 : 퓨개시티라고 하면 뭔가 느낌이 안오잖나. '이탈성향' 이라고 생각하자.

 이탈성향이 동일하다면? 평형 상태일 것이다.

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