화공기사 2016년 4회 기출 풀이(21번,22번,23번,24번,25번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 21번, 22번, 23번, 24번, 25번

21. 정상상태로 흐르는 유체가 유로의 확대된 부분을 흐를 때 변화하지 않는 것은?

 ① 유량

 ② 유속

 ③ 압력

 ④ 유동단면적

정답 : 1번

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유량은 변하지 않는다.

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22. 25℃에서 10L의 이상기체를 1.5L까지 정온 압축시켰을 때 주위로부터 2250cal의 일을 받았다면 이 이상기체는 몇 mol 인가?

 ① 0.5 mol

 ② 1 mol

 ③ 2 mol

 ④ 3 mol

정답 : 3번

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W = ∫PdV =∫(nRT/V) dV = nRT ln(V2/V1)

-2250 cal = n mol * 1.987cal/molK * 298K * ln(1.5/10)

n = 2.00

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23. 이상기체 1몰이 300K 에서 100kPa 로 부터 400kPa 로 가역과정으로 등온 압축되었다. 이 때 작용한 일의 크기를 옳게 나타낸 것은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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W = ∫PdV =∫(nRT/V) dV = nRT ln(V2/V1)

 = 1*8.314*300*ln(100/400)

크기를 구하는거니까 양수로 고치기위해 ln 안을 1보다 크도록 역수로 바꾸도록 하자.

(ln 안의 값에 역수를 취하면 전체 값의 크기는 같고 부호만 바뀐다.)

다행히 보기에는 ln(100/400) 이 없으므로 부호를 고민할 필요는 없다.

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24. 톨루엔 속에 녹은 40% 의 이염화에틸렌용액이 매 시간 100mol 씩 증류탑 중간으로 공급되고 탑 속의 축적량 없이 두 곳으로 나간다. 위로 올라가는 것을 증류물이라 하고, 밑으로 나가는 것을 잔류물이라 한다. 증류물은 이염화에틸렌 95% 를 가졌고 잔류물은 이염화에틸렌 10% 를 가졌다고 할 때 각 흐름의 속도는 약 몇 mol/h 인가?

 ① D = 0.35  B = 0.64

 ② D = 64.7  B = 35.3

 ③ D = 35.3  B = 64.7

 ④ D = 0.64  B = 0.35

정답 : 3번

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D + B = 100 mol/h

0.95D + 0.10B = 0.40*100

연립하면,

0.1D + 0.1B = 10

0.85D = 30

D = 35.29

B = 64.71

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25. 대기압이 760mmHg 이고 기온이 30℃ 인 공기의 밀도는 약 몇 kg/㎥ 인가?

 ① 1.167

 ② 1.206

 ③ 1.513

 ④ 1.825

정답 : 1번

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PV = nRT

n/V = P/RT

V = 1㎥ 라고 하면,

n = 1000L * 1atm / (0.0821 atmL/molK * 303K) = 40.20 mol

40.20mol * 29g/mol = 1165.77 g

즉, 1㎥ 의 공기는 1165.77g 의 질량을 갖는다.

1.166 kg/㎥

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