화공기사 2015년 4회 기출 풀이(21번,22번,23번,24번,25번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 21번, 22번, 23번, 24번, 25번

21. 50mol% 에탄올 수용액을 밀폐용기에 넣고 가열하여 일정 온도에서 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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가열하여 평형을 이룬후 액체와 증기에서의 에탄올 양을 더한 양은

가열 전 에탄올 양과 같을 것이다.

가열 후 액체의 양을 x, 기체의 양을 y 라 하면,

(x+y)*0.50 = x*0.27 + y*0.57

문제에서 묻고있는 것은 y/(x+y) 이다.

위 식을 정리하면,

0.5x + 0.5y = 0.27x + 0.57y

0.23x = 0.07y, x = 0.3043y

y/(x+y) = y/(0.3043y+y) = 0.7667 = 76.67%

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22. NaCl 수용액이 15℃ 에서 포화되어 있다. 이 용액 1kg 을 65℃ 로 가열하면 약 몇 g 의 NaCl 을 더 용해시킬 수 있는가?

(단, 15℃ 에서의 용해도는 358g/1,000g H2O 이고, 65℃ 에서의 용해도는 373g/1,000g H2O 이다.)

 ① 7.54

 ② 10.53

 ③ 15.05

 ④ 20.3

정답 : 2번

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15℃ 에서 포화되어 있으므로, 물 1000g 중에 358g 이 녹아있을 텐데

용액이 1000g 이므로 녹아있는 NaCl 을 x g 이라하면, 물은 1000-x g이다.

1000 : 358 = 1000-x : x

358000-358x = 1000x

x = 263.623

15℃ 용액 1kg 에는 NaCl 263.623 g, 물 736.377 g 이 있다.

65℃ 에서 물 736.377 g에 녹는 NaCl 양(y)은 마찬가지 비례식으로 구할 수 있다.

1000 : 373 = 736.377 : y

y = 274.669 g

274.669 - 263.623 = 11.05g

(보기가 좀 이상하다.......)

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23. 다음 중 경로에 관계되는 양은?

 ① 열

 ② 내부에너지

 ③ 압력

 ④ 엔탈피

정답 : 1번

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경로함수 : 일, 열 (암기)

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24. 15℃ 에서 포화된 NaCl 수용액 100kg 을 65℃ 로 가열하였을 때 이 용액에 추가로 용해시킬 수 있는 NaCl 은 약 몇 kg 인가?

(단, 15℃ 에서 NaCl 의 용해도는 6.12kmol/1,000kg H2O, 65℃ 에서 NaCl 의 용해도는 6.37kmol/1,000kg H2O 이다.)

 ① 1.1

 ② 2.1

 ③ 3.1

 ④ 4.1

정답 : 1번

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22번 문제가 몰단위로 바뀌었다..

kmol 을 kg 으로 바꿔보자.

NaCl 의 분자량은 23+35.5 = 58.5 g/mol

6.12 kmol = 6.12*58.5 = 358.02 kg

6.37 kmol = 6.37*58.5 = 372.645 kg

22번 문제와 같다...

22번 문제에서 용액 1kg 일 때 11.05g 을 더 녹일 수 있었으므로,

용액 100kg 에서는 11.05 * 100 = 1105 g = 1.105 kg 을 더 녹일 수 있다.

(22번 풀이를 참고해주세요.)

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25. 80% 물을 함유한 솜을 건조시켜 초기 수분량의 60% 를 제거시켰다. 건조된 솜의 수분함량은 약 몇 % 인가?

 ① 39.2

 ② 48.7

 ③ 52.3

 ④ 61.5

정답 : 4번

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처음 솜의 무게가 100 이라고 하면 물은 80, 솜은 20 이다.

80에서 60% 를 제거시켰으니, 80*0.6 = 48 을 제거시킨 거다.

건조 후 솜 20, 물 80-48=32가 남았으니

건조된 솜의 수분함량은 32/(20+32) = 0.6154 = 61.54%

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