화공기사 2015년 1회 기출 풀이(31번,32번,33번,*34번,*35번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 31번, 32번, 33번

31. 추출에서 추료(feed)에 추제(extracting solvent)를 가하여 잘 접촉시키면 2상으로 분리된다. 이 중 불활성 물질이 많이 남아 있는 상을 무엇이라고 하는가?

 ① 추출상(extract)

 ② 추잔상(raffinate)

 ③ 추질(solute)

 ④ 슬러지(sludge)

정답 : 2번

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불활성물질(원용매) 가 많이 남아있는 상을 추잔상,

추제가 많이 남아있는 상을 추출상이라 한다.

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32. 25%의 수분을 포함한 고체 100kg을 수분함량이 1%가 될 때까지 건조시킬 때 제거되는 수분은 약 얼마인가?

 ① 8.08kg

 ② 18.06kg

 ③ 24.24kg

 ④ 32.30kg

정답 : 3번

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75 kg 이 순수 고체

25 kg 이 물

(25-x)/(100-x) = 1/100

100-x = 2500-100x

99x = 2400

x = 24.24kg

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33. 온도 20℃, 압력 760mmHg 인 공기 중의 수증기 분압은 20mmHg 이다. 이 공기의 습도를 건조 공기 kg 당 수증기의 kg 으로 표시하면 얼마인가?

(단, 공기의 분자량은 30 으로 한다.)

 ① 0.016

 ② 0.032

 ③ 0.048

 ④ 0.064

정답 : 1번

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전압 760mmHg 중에 수증기가 20mmHg, 건조공기가 740mmHg

몰비가 20 : 740

질량비로 바꾸기 위해서는 분자량을 각각 곱해줘야 한다.

20*18g/mol : 740*29g/mol = 360g : 21460g

360/21460 = 0.01678

(익숙하면 20/740 *18/29 로 바로 계산하면 좋다.)

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34. 1기압, 300℃ 에서 과열수증기의 엔탈피는 약 몇 kcal/kg인가?

(단, 1기압에서 증발잠열은 539kcal/kg, 수증기의 평균비열은 0.45kcal/kg·℃ 이다.)

 ① 190

 ② 250

 ③ 629

 ④ 729

정답 : 4번

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1(물의 비열)*100 + 539 + 0.45*(300-100) = 729

보통 엔탈피 변화를 계산하라고 하지 이 문제처럼 엔탈피를 계산하라고 하진 않는다.

비교 대상이 없기 때문이다.

다만 이런 문제와 같은 경우는 0℃ 를 기준으로 계산하면 된다.

그래서 0℃ 물이 100℃ 가 되는 과정 + 증발과정 + 100℃ 수증기가 300℃ 과열수증기가 되는 과정

의 3단계로 답을 계산해준다.

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35. 상대휘발도에 관한 설명 중 틀린 것은?

 ① 휘발도는 어느 성분의 분압과 몰분율의 비로 나타낼 수 있다.

 ② 상대휘발도는 2물질의 순수성분 증기압의 비와 같다.

 ③ 상대휘발도가 클수록 증류에 의한 분리가 용이하다.

 ④ 상대휘발도는 액상과 기상의 조성에는 무관하다.

정답 : 4번

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1번 :

굉장히 난감할 수 있는 보기이다.

상대휘발도는 아는데 휘발도가 뭐지?

증발하기 쉬운 정도 아닌가? 맞다. 증발하기 쉬운 정도 를 얘기하는 게 휘발도(volatility)다.

분압과 몰분율의 비는 라울의 법칙에서 () 증기압을 말한다.

그럼 휘발도 = 증기압 인가?

구글링을 하다보니 휘발도=증기압 이라고 말하는 데도 있던데 확실하진 않고,

위키피디아 volatility 항목을 보면, (물론 위키가 확실하다는 얘기는 아니지만)

volatility 는 증발하기 쉬운 정도를 얘기하고, 숫자로 얘기할 수 없다고 한다.

하지만 증기압, 또는 끓는점으로 volatility 를 표현하기도 한다고 한다.

이 정도로 정리하고 1번 보기를 다시 보면, 

'휘발도는 증기압으로 나타낼 수 있다.' 라고 볼 수 있다.

맞는 보기이다.

2,3번 : 상대휘발도의 기본적인 내용이다. 

4번 : 액상과 기상의 조성으로 나타낼 수 있다. (관계가 있다.)

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