화공기사 2016년 2회 기출 풀이(11번,12번,13번,14번,15번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 12번, 13번, 15번

11. 압축비 4.5 인 오토 사이클(Otto cycle)에 있어서 압축비가 7.5 로 되었다고 하면 열효율은 몇 배가 되겠는가?

(단, 작동유체는 이상기체이며, 열용량의 비 이다.)

 ① 1.22

 ② 1.96

 ③ 2.86

 ④ 3.31

정답 : 1번

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1-(1/4.5)^(1.4-1) = 0.4521

1-(1/7.5)^(1.4-1) = 0.5533

0.5533/0.4521 = 1.22

이처럼 오토사이클, 가스터빈사이클 열효율 식을 외워두면 한 문제 건질 수 있다..

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12. 다음 중 열역학 제2법칙의 수학적인 표현으로 올바른 것은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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2법칙은 엔트로피의 방향을 얘기한다.

고립계에서 엔트로피변화는 감소하지 않는다.

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13. 화학반응의 평형상수 K 에 관한 내용 중 틀린 것은?

(단, 는 각각 i 성분의 활동도와 양론수이며, ΔG° 는 표준 깁스(Gibbs)자유에너지 변화이다.)

 ① 

 ② 

 ③ K 는 온도에 의존하는 함수이다.

 ④ K 는 무차원이다.

정답 : 2번

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1번 : 적당히 눈에 익혀두자.

(우리가 보통 평형상수를 계산할 때 쓰는 방법이다. 농도가 활동도로 바뀐것)

2번 : 

3번 : 그러하다.

4번 : 그러하다. 

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14. 순수한 성분이 액체에서 기체로 변화하는 상의 전이에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

 ① 1몰당 깁스(Gibbs) 자유에너지 G는 불연속이다.

 ② 1몰당 엔트로피 S는 불연속이다.

 ③ 1몰당 부피 V는 불연속이다.

 ④ 액체는 일정 온도에서의 감압 또는 일정 압력에서의 가열에 의해 기체로 상 전이가 일어난다.

정답 : 1번

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1번 : 순수한 성분에서 '몰당 깁스에너지'는 화학포텐셜과 같다.

평형을 얘기할 때 빠지지 않는 게 화학포텐셜이다. 평형일 때 두 상의 화학포텐셜이 같다.

때문에 연속적이다.

(혼합물에서는 '부분몰깁스에너지' = 화학포텐셜)

2번 : 액체에서 기체로 변할 때 부피가 불연속으로 크게 증가하는 것처럼 

엔트로피도 불연속으로 증가한다.

3번 : 액체에서 기체로 변할 때 부피는 불연속으로 크게 증가한다.

4번 : 아주 기본적인 내용이다.

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15. 일 경우 폴리트로픽 지수 n 의 값에 따라 변화하는 과정으로 틀린 것은?

(단, c 는 상수이고, 이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 3번

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n을 그대로 쭉 대입해보자.

맞는 말이다.

맞는 말이다.

단열변화이다.

무한대를 대입하고 약간의 혼란을 겪을 수도 있는데

그냥 위에서 언급된 등압, 등온, 단열, 빼고 남는 정용이라고 생각해도 된다.

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