화공기사 2015년 2회 기출 풀이(36번,37번,38번,39번,40번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 36번, 37번, 38번

36. 흑체의 복사능은 절대온도의 4 승에 비례한다는 법칙은 누구의 법칙인가?

 ① 키르히호프(Kirchhoff)

 ② 패러데이(Faraday)

 ③ 스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)

 ④ 빈(Wien)

정답 : 3번

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스테판 볼츠만 법칙이다.

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37. 액-액 추출에서 plait point(상계점)에 대한 설명 중 틀린 것은?

 ① 임계점(critical point)라고도 한다.

 ② 추출상과 추잔상에서 추질의 농도가 같아지는 점이다.

 ③ tie line 의 길이는 0 이 된다.

 ④ 이 점을 경계로 추제성분이 많은 쪽이 추잔상이다.

정답 : 4번

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자세한 추출 설명 (https://for-freeedom.tistory.com/19)

추잔상은 원용매가 많은 쪽이다.

추제가 많은 쪽은 추출상이다.

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38. 공급원료 1몰을 원료 공급단에 넣었을 때 그 중 증류탑의 탈거부(stripping section)로 내려가는 액체의 몰수를 q 로 정의한다면, 공급원료가 과열증기일 때 q 값은?

 ① q < 0

 ② 0 < q < 1

 ③ q = 0

 ④ q = 1

정답 : 1번

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q값 분류는 암기해야 한다.

q>1, 원료가 끓는점 이하의 액

q=1, 원료가 끓는점의 액

0<q<1, 원료가 기-액 공존

q=0, 원료가 끓는점의 포화증기

q<0, 원료가 과열 증기

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39. "분쇄에 필요한 일은 분쇄전후의 대표 입경의 비()에 관계되며 이 비가 일정하면 일의 양도 일정하다." 는 법칙은 무엇인가?

 ① Sherwood 법칙

 ② Rittinger 법칙

 ③ Bond 법칙

 ④ Kick 법칙

정답 : 4번

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위 식을 적분하여 일을 구하는데,

n에 따라 3가지 법칙이 있다.

1. Rittinger 법칙

n=2

2. Kick 법칙

n=1(적분하면 분쇄비 가 일정하면 W도 일정함을 확인할 수 있다.)

3. Bond 법칙

n=3/2

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40. 40mol% 벤젠-톨루엔 혼합물을 증류하여 탑정에서 98mol% 벤젠을 얻었다. 공급액은 비점에서 공급하며 벤젠 액조성 40mol% 일 때 기액평형상태의 증기조성은 68mol% 이다. 이 때 최소환류비는 얼마인가?

 ① 0.76

 ② 0.92

 ③ 1.07

 ④ 1.21

정답 : 3번

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최소환류비는 (조작선)식에 x', y', xD 를 대입해서 구할 수 있다.

x', y' : 원료공급선(q선)과 평형선의 교점

q선의 식은 다음과 같다.

비점으로 공급한다고 했으므로, q=1

q=1 대입하면 분모 0 된다고 당황하지 말고, 양변에 1-q 를 곱해준다음에 q=1 을 대입하면,

벤젠 액조성 0.4 일 때 평형상태의 증기조성 0.68 이 주어져있으므로

따로 평형선을 활용할 필요는 없겠다.

그래서 x' = 0.4 , y' = 0.68 이다.

xD = 0.98 이므로, 세 값을 조작선 식에 대입해주면,

R = (0.98-0.68) / (0.68-0.4) = 1.071

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