화공기사 2015년 2회 기출 풀이(1번,2번,3번,4번,5번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 1번, 2번, 3번, 4번, 5번

1. Carnot 냉동기가 -5℃의 저열원에서 10,000kcal/h의 열량을 흡수하여 20℃의 고열원에서 방출할 때 버려야할 최소 열량은?

 ① 7,760kcal/h

 ② 8,880kcal/h

 ③ 10,932kcal/h

 ④ 12,242kcal/h

정답 : 3번

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268/(293-268) = 10.72

W = 10000 kcal/h / 10.72 = 932.84 kcal/h

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2. 다성분 상평형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

 ① 각 성분의 화학포텐셜이 모든 상에서 같다.

 ② 각 성분의 퓨개시티가 모든 상에서 동일하다.

 ③ 시간에 따라 열역학적 특성이 변하지 않는다.

 ④ 엔트로피가 최소이다.

정답 : 4번

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1번 : 상평형이다. → 화학포텐셜이 같다.

2번 : 퓨개시티 = 이탈성향, 이탈하려는 힘이 같으니 평형이다? 정도로 이해하자.

3번 : 그러하다.

4번 : 시간이 지나면 자연스레 평형을 이룬다.

자발적인 변화는 엔트로피가 커지는 방향이므로 엔트로피가 최소라는 말은 맞지않다.

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3. 다음 열역학식 중 틀린 것은?

(단, H : 엔탈피, Q : 열량, P : 압력, V : 부피, G : 깁스에너지, S : 엔트로피, W : 일)

 ① H = Q - PV

 ② G = H - TS

 ③ ΔS = ∫dQrev/T

 ④ W = -∫PdV

정답 : 1번

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H = U + PV

나머지 다 기본적인 식이니 알고 있어야 한다.

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4. 이상기체의 주울-톰슨 계수(Joule-Thomson coefficient)의 값은?

 ① 0

 ② 0.5

 ③ 1

 ④ ∞

정답 : 1번

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https://for-freeedom.tistory.com/65

(줄톰슨팽창 관련 설명)

이상기체의 경우 0 이다.

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5. 공기가 10Pa, 100㎥ 에서 일정압력 조건에서 냉각된 후 일정부피 하에서 가열되어 20Pa, 50㎥ 가 되었다. 이 공정이 가역적이라고 할 때 계에 공급된 일의 양은 얼마인가?

 ① 100J

 ② 500J

 ③ 1000J

 ④ 2000J

정답 : 2번

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 PV 선도로 경로를 나타내 보자.

일정압력 조건에서 냉각하는 과정은 수평한 선이 그어지고,

일정부피 하에서 가열하는 과정은 수직인 선이 그어진다.

일은 이 선과 x축 사이의 면적이다.

(부피변화가 없는 2번째 과정은 일=0 이다.)

10Pa , 100㎥ 조건에서 첫번째 과정을 거치면 10Pa, 50㎥ 이 된다.

W=PΔV = 10*50 = 500J  이다.

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