화공기사 2015년 2회 기출 풀이(11번,12번,13번,14번,15번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 12번, 13번

11. 다음은 이상기체일 때 퓨개시티(Fugacity) 를 표시한 함수들이다. 틀린 것은?

(단, ; 용액 중 성분 i 의 퓨개시티, ; 순수성분 i 의 퓨개시티, ; 용액의 몰분율, P ; 압력)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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1번 : 

2번 : 를 퓨개시티 계수라 하고, 이상기체일 때 1이다. 즉 

3번 :  가 성립하는데 이상기체일 때 이므로 맞는 보기이다. 

4번 : 를 퓨개시티 계수라 하는데 p→0 이면 이상기체에 접근하므로 맞는 보기이다.

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12. 혼합물 중 성분 i 의 화학포텐셜 에 관한 식으로 옳은 것은?

(단, G 는 깁스 자유에너지, 는 성분 i 의 몰수, 는 i 번째 성분 이외의 몰수를 나타낸다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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화학포텐셜 = 부분몰깁스에너지 (암기)

부분몰깁스에너지를 나타낸식은 1번이다.

화학포텐셜은 그 밖에도 A, H, U 에 대해서도 비슷한 형식으로 쓸 수 있는데 다음과 같다.

화공기사 수준에서 부분몰깁스 외에 굳이 외울필요는 없어보이지만 외우고 싶다면,

맥스웰 식과 연관지으면 쉽다. 예를들면,

dG = -SdT+VdP

dT, dP 가 있으니 화학포텐셜 식에서는 T와 P를 고정시킨다.

dA = -SdT-PdV

dT, dV 가 있으니 화학포텐셜 식에서는 T와 V를 고정시킨다.

H 와 U도 마찬가지 형태이다.

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13. 이상기체의 단열과정에서 온도와 압력에 관계된 식이다. 옳게 나타낸 것은?

(단, 열용량비 이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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단열이니까 식이다. 보기는 T와 P로만 나타냈으니, 

V=RT/P 를 대입해서 정리하면 되겠다.

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14. 활동도계수(Activity coefficient)를 구할 수 있는 식이 아닌 것은?

 ① 윌슨(Wilson)식

 ② 반 라르(Van Laar)식

 ③ 레드리히-키스터(Redlich-Kister)식

 ④ 베네딕트-웹-루빈(Benedict-Webb-Rubin)식

정답 : 4번

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(모르는 부분이 많아서 여기저기서 찾아봤다.)

상평형 관계식을 추산하는 방법에는 상태방정식을 이용하는 방법과

활동도계수 모델을 이용하는 방법이 있다고 한다.

활동도계수는 이상적인 혼합물로부터 벗어남을 나타낸다. 이상적인 혼합물에서 1이다.

실제혼합물의 경우에 여러 인자가 복합적으로 엮여 간단하게 나타낼 수 없기 때문에

여러 모델들이 제안되었는데 보기에 있는 식들이 그들이다.

4번 Benedict-Webb-Rubin 식은 상태방정식 중 하나이다.

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15. 기체상의 부피를 구하는데 사용되는 식과 가장 거리가 먼 것은?

 ① 반데르 발스 방정식(Van der Waals Equation)

 ② 래킷 방정식(Rackett Equation)

 ③ 펭-로빈슨 방정식(Peng-Robinson Equation)

 ④ 베네딕트-웹-루빈 방정식(Benedict-Webb-Rubin Equation)

정답 : 2번

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위키피디아에 real gas 항목에 들어가보면

상태방정식 모델들로 1,3,4 번이 소개되어 있다.

Racket equation 은 밀도를 계산하는 식인듯 하다.

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