화공기사 2019년 1회 기출 풀이(26번,27번,28번,29번,*30번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 27번, 29번

26. 건구온도와 습구온도에 대한 설명 중 틀린 것은?

 ① 공기가 습할수록 건구온도와 습구온도 차는 작아진다.

 ② 공기가 건조할수록 건구온도가 증가한다.

 ③ 공기가 수증기로 포화될 때 건구온도와 습구온도는 같다.

 ④ 공기가 건조할수록 습구온도는 높아진다.

정답 : 4번

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젖은 습구 쪽은 수분이 증발하면서 증발잠열을 뺏겨 온도가 내려가게되고,

건구와의 온도차이가 생기게 된다.

1번 : 습할수록 증발을 안하기 때문에 열도 안뺏기고 건구와 온도차는 작아진다.

2번 : 건구온도는 현재 기온과 같다.

3번 : 수증기로 포화되면 습구에서 수분이 증발하지 않으므로 열도 안뺏겨서 건구온도와 온도가 같다.

4번 : 건조할수록 증발이 활발해져서 습구온도는 내려간다.

아니 이게뭐야 왜 2번은 왜 맞다는걸까 이해할 수 없다.

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27. 50mol% 에탄올 수용액을 밀폐용기에 넣고 가열하여 일정온도에서 평형이 되었다. 이 때 용액은 에탄올 27mol% 이고, 증기조성은 에탄올 57mol% 이었다. 원용액의 몇 % 가 증발되었는가?

 ① 23.46

 ② 30.56

 ③ 76.66

 ④ 89.76

정답 : 3번

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x% 만큼 증발했다고 하고 증발전후 총 에탄올의 양을 같다고 하면,

(100-x)*0.27 + x*0.57 = 100*0.5

x = 76.67

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28. 에탄과 메탄으로 혼합된 연료가스가 산소와 질소 각각 50mol% 씩 포함된 공기로 연소된다. 연소 후 연소가스 조성은 25mol%, 60mol%, 15mol% 이었다. 이 때 연료가스 중 메탄의 mol% 는?

 ① 25.0

 ② 33.3

 ③ 50.0

 ④ 66.4

정답 : 2번

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연소가스에 산소가 있는 걸 보니 이론산소보다 실제산소가 많나보다.

그런데 특별히 공기비도 주어져있지 않다.

대기환경기사에서는 연소가스 조성으로 공기비(m)를 구할 수 있는 식이 중요하게 다뤄진다.

여기서 3.76 = 0.79/0.21인데 공기에서 질소와 산소와 비 이다.

하지만 이 문제에서는 산소와 질소가 1:1인 공기를 공급했으므로, 3.76을 1로 바꾸어 식을 사용해보자.

에탄과 메탄의 연소식을 각각 써보면

연료 100 mol 중 CH4가 x mol 라 하면, C2H6 는 (1-x) mol 이고,

연소가스 중 CO2, O2, N2 의 양은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

CO2(에탄으로부터 발생량) : 2(100-x)

CO2(메탄으로부터 발생량) : x

총 CO2 발생량 : 2(100-x) + x = 200-x

O2(에탄으로부터) : (100-x)*3.5*(m-1)

O2(메탄으로부터) : x*2*(m-1)

총 O2(연소가스 중) : (100-x)*3.5*(m-1) + x*2*(m-1) = (1/3)*(350-1.5x)

N2(에탄으로부터) : (100-x)*3.5*m

N2(메탄으로부터) : x*2*m

총 N2(연소가스 중) : (100-x)*3.5*m + x*2*m = (4/3)*(350-1.5x)

연소가스 총량 = 200-x  +  (1/3)*(350-1.5x)  +  (4/3)*(350-1.5x)

= -3.5x + 783.3333

연소가스중 CO2는 25% 이므로,

(200-x)/(-3.5x+783.3333)=0.25

x = 33.33

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29. 이상기체  A의 정압열용량을 다음 식으로 나타낸다고 할 때 1mol 을 대기압 하에서 100℃ 에서 200℃ 까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 cal/mol 인가?

 ① 401

 ② 501

 ③ 601

 ④ 701

정답 : 4번

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이상기체이기 때문에 식이 성립하고,

대기압의 일정 압력하에서 변화하기 때문에 이는 Q=ΔH 이다.

그래서

 

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30. 의 임계온도는 33K 이고, 임계압력은 12.8atm 이다. Newton's 보정식을 이용하여 보정한 Tc와 Pc는?

 ① Tc = 47K, Pc = 26.8atm

 ② Tc = 45K, Pc = 24.8atm

 ③ Tc = 41K, Pc = 20.8atm

 ④ Tc = 38K, Pc = 17.8atm

정답 : 3번

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Newton's corrections 이라 하는 경험식이다.

수소나 헬륨같은 물질에 적용한다.

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