화공기사 2016년 1회 기출 풀이(1번,2번,3번,4번,5번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 4번, 5번

1. 이성분혼합물에 대한 깁스 두헴(Gibbs-Duhem)식에 속하지 않는 것은?

(단,  γ는 활성도계수(activity coefficient), μ는 화학퍼텐셜, x는 몰분율)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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깁스 두헴 식에는 여러가지 형태가 있는데..

개인적으로, 위 식을 외우고 있는데

위 식을 dx1 으로 나눠주면,

이 식이 나온다.

(여기서부터는 잘 모르는 내용이다.)

를 대입해서 식을 정리하면,

식까지 유도 가능하다.

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2. i 성분의 부분 몰 성질 i (partial molar property )을 옳게 나타낸 것은?

(단, M ; 열역학적 용량변수의 단위 몰당의 값(예 ; U, H, S, G 등을 표시함), ; i성분의 몰 수, : i번째 성분 이외의 모든 몰수를 일정하게 유지한다는 것을 의미한다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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2번이 부분몰성질의 정의이다.

제대로 공부한다면 외워두어야 할 식이다.

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3. 기상 반응계에서 평형상수가 로 표시될 경우는?

(단, 는 성분 i 의 양론수, , 는 모든 화학종 i 의 곱을 나타낸다.)

 ① 평형 혼합물이 이상기체와 같은 거동을 할 때

 ② 평형 혼합물이 이상용액과 같은 거동을 할 때

 ③ 반응에 따른 몰수 변화가 없을 때

 ④ 반응열이 온도에 관계없이 일정할 때

정답 : 1번

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기상반응계의 평형상수를 압력으로 많이 나타낸다는 것은 많이들 알고 있을 것이다.

문제의 식이 복잡해 보이지만 뜯어보면 우리가 아는 그 기체 반응의 평형상수이다.

문제의 식은 기본적으로 활동도(농도)에 관계된 식을 압력의 식으로 나타낸 것이고,

그 과정에는 이상기체 가정(상태방정식)이 들어간다고 보면 될 듯 하다. 

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4. 열역학의 기초 사항에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

 ① 이상기체의 엔탈피는 온도만의 함수이다.

 ② 1기압에서 결정 상태에 있는 물질의 엔트로피는 0℃에서 0이다.

 ③ 가역과정에서 계가 하는 일은 상태함수이다.

 ④ 제2종 영구기관은 불가능하지만 제1종 영구기관은 가능하다.

정답 : 1번

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1번 : 이상기체에서 dH = CpdT 성립

2번 : 엔트로피는 절대영도의 순수결정 상태에서 0이다. (열역학 제3법칙)

3번 : 열과 일은 대표적인 경로함수이다.

4번 : 영구기관은 불가능하다.

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5. 평형(equilibrium)의 정의와 가장 거리가 먼 것은?

 ① 

 ② 시간에 따른 열역학적 특성 변화가 없는 상태

 ③ 정반응 속도와 역반응의 속도가 같다.

 ④ 

정답 : 4번

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4번은 이상용액을 설명할 때 등장하는 식이다.

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