화공기사 2019년 1회 기출 풀이(1번,2번,*3번,4번,5번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 1번, 2번, 3번, 5번

1. 온도가 323.15K 인 경우 실린더에 충전되어 있는 기체 압력이 300kPa(계기압)이다. 이상기체로 간주할 때 273.15K에서의 계기압력은 얼마인가?

(단, 실린더의 부피는 일정하며, 대기압은 1atm이라 간주한다.)

 ① 253.58 kPa

 ② 237.90 kPa

 ③ 354.91 kPa

 ④ 339.23 kPa

정답 : 2번

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절대압 = 대기압 + 계기압

대기압 1atm = 101.325kPa

323.15K 에서 절대압 = 101.325 + 300 kPa = 401.325 kPa

PV=nRT 에서, 압력과 온도는 비례하므로,

273.15K 에서의 절대압력은 401.325 kPa * (273.15 K / 323.15 K) = 339.229 kPa

계기압을 구하기 위해 절대압 101.325 kPa 를 빼주면, 

339.229 - 101.325 = 237.904 kPa

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2. 1기압 100℃에서 끓고 있는 수증기의 밀도(density)는?

(단, 수증기는 이상기체로 본다.)

 ① 22.4g/L

 ② 0.59g/L

 ③ 18.0g/L

 ④ 0.95g/L

정답 : 2번

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PV=nRT

PV=(W/Mw)RT  (W : 질량, Mw : 분자량)

밀도 = W/V = Mw*P/RT

(18g/mol * 1atm) / (0.0821 atm·L/mol·K * 373 K) = 0.588 g/L

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3. 성분 i 의 평형비 를 로 정의할 때 이상용액이라면 를 어떻게 나타낼 수 있는가?

(단, 는 각각 성분 i 의 액상과 기상의 조성이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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이상용액은 라울의 법칙을 따른다. 묽은 용액은 이상용액의 성질을 보인다.

(는 분배계수라고도 하고, K 인자라고도 하는 플래시 계산에 나오는 그것이다.)

라울의법칙을 액상조성과 기상조성으로 써보면,

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4. 성분 A, B, C 가 혼합되어 있는 계가 평형을 이룰 수 있는 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

(단, μ 는 화학포텐셜, f 는 퓨개시티, α, β, γ 는 상, 는 비점을 나타낸다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 3번

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1번 : 평형 → 화학포텐셜이 같다.

2번 : 온도는 뭐 같겠지.

3번 : ? 

4번 : 퓨개시티→이탈성향, 이탈하려는 성향?힘? 이 서로 같아야 평형을 이룰 것이다.

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5. 이상기체에 대하여 이 적용되는 조건은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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이상기체일 때,

온도가 일정하면 내부에너지 변화는 0이다. 

(틀린 말은 아닌데 이렇게 푸는 건 아닌 것 같고..)

 식을 유도하는 과정에서

, 두 식이 나오는 듯 하다.

식은 V=nRT/P 식을 그대로 미분하면 된다.

이러나저러나 맞는 보기는 4번 밖에 없다.

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