화공기사 2016년 1회 기출 풀이(26번,27번,28번,29번,30번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 26번, 28번, 30번

26. 에너지소비율 7.1×10^12 W 은 매년 몇 칼로리씩 소모되는 양인가?

 ① 2.2×10^20 cal/year

 ② 5.3×10^19 cal/year

 ③ 3.2×10^19 cal/year

 ④ 4.3×10^20 cal/year

정답 : 2번

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Watt = J/s

1cal = 4.2J

7.1*10^12 J/s * 60s * 60min * 24hr * 365days = 2.239*10^20 J

1년에  2.239*10^20 J 만큼 소모한다. 이를 cal 로 바꾸면

2.239*10^20 J / 4.2 J/cal = 5.33*10^19 cal

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27. 500mL 용액에 10g 의 NaOH 가 들어 있다. 이 물질의 N 농도는?

 ① 2.0

 ② 1.0

 ③ 0.5

 ④ 0.25

정답 : 3번

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N 농도(노르말 농도, normality) = 1L 당 몇 eq 들어있는가?

eq(당량) = 분자량(원자량)/가수

문제에서 NaOH 의 당량은 40/1 = 40,

(Na+, OH- 로 이온화 되므로 가수는 1이다.)

(Na의 원자량이나 NaOH 분자량 정도는 외우고 있도록 하자)

따라서 1eq = 40g 이라고 쓸 수 있다. 

문제에서 10g 의 NaOH 이므로 0.25 eq 만큼의 NaOH가 있고,

이는 0.5L 의 용액에 들어있으므로,

0.25 eq / 0.5 L = 0.5 eq/L = 0.5 N

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28. 75℃, 1.5bar, 40% 상대습도를 갖는 습공기가 1000㎥/h 로 한 단위공정에 들어갈 때 이 습공기의 비교습도는 약 몇 % 인가?

(단, 75℃ 에서의 포화증기압은 289mmHg 이다.)

 ① 30%

 ② 33%

 ③ 38.4%

 ④ 40.0%

정답 : 2번

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습도에 대해 개념이 부족하다면 시간을 내서 확실히 하고 가면 좋겠다.

1. 절대습도

2. 상대습도

3. 비교습도

크게 3가지 정도이지 싶다.

비교습도 식은 아래와 같다.

그냥 외워도 좋고 의미를 생각하면서 외우면 더 좋다.

P : 전체압력, 여기서는 1.5bar

p : 실제 증기압, 

p* : 포화증기압, 여기서는 289mmHg

1.5 bar 를 대략 1.5atm 이라고보면 1.5bar = 1140 mmHg

상대습도는 

문제에서 상대습도가 40% 이므로 p = 289*0.4 = 115.6 mmHg

주어진 조건들을 비교습도 식에 대입하면,

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29. 다음과 같은 반응의 표준반응열은 몇 kcal/mol 인가?

(단, 의 표준연소열은 각각 -326700kcal/mol, -208340kcal/mol, -538750kcal/mol 이다.)

 ① -14240

 ② -3710

 ③ 3710

 ④ 14240

정답 : 3번

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관련 식이 있는 지는 모르겠으나..어쨌든 나는 모른다.. 

이럴 땐 어떻게 접근하면 좋을까

표준연소열이 주어져 있으므로 연소식을 써보자.

계수는 빼고 골격만 쓰면

C2H5OH + O2 → CO2 + H2O , ΔH = -326700    ..1번

CH3COOH + O2 → CO2 + H2O , ΔH = -208340    ..2번 

CH3COOC2H5 + O2 → CO2 + H2O , ΔH = -538750 

세번째 식을 뒤집으면

CO2 + H2O → CH3COOC2H5 + O2 , ΔH = +538750    ..3번

1,2,3번 식을 더하면 문제의 식이 나오고,

구하고자 하는 반응열도 각각의 ΔH 를 모두 더하면 된다.

-326700 - 208340 + 538750 = 3710

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30. 어떤 기체의 임계압력이 2.9atm 이고, 반응기내의 계기압력이 30psig 였다면 환산압력은?

 ① 0.727

 ② 1.049

 ③ 0.99

 ④ 1.112

정답 : 2번

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절대압력 = 계기압력 + 대기압

1 atm = 14.7 psi

(30 psi / 14.7 psi/atm) + 1atm = 3.041 atm

환산압력 = 절대압력/임계압력 = 3.041 / 2.9 = 1.049

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