화공기사 2022년 1회 기출 풀이(21번,22번,23번,24번,25번)

* 21번~25번

21. 화학반응의 평형상수(K)에 관한 내용 중 틀린 것은?

 (단, 는 각각 i 성분의 활동도와 양론수이며 $ \triangle G^{\circ} $는 표준 깁스(Gibbs) 자유에너지 변화이다.)

 ① $K=\prod\limits_{i}\left(\hat{{a}_{i}}\right)^{\nu_{i}}$

 ② $\ln K=-\frac{\Delta G^{\circ}}{R T^{2}}$

 ③ K는 온도에 의존하는 함수이다.

 ④ K는 무차원이다.

 

정답 : 2번

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16년 2회 13번 기출문제이다.

https://for-freeedom.tistory.com/168

화공기사 2016년 2회 기출 풀이(11번,12번,13번,14번,15번)

1번 : 식이 복잡해보여도, 우리가 보통 평형상수를 계산할 때 쓰는 방법이다.

       농도가 활동도로 바뀐것

2번 : $\Delta G^{\circ}=-R T \ln K$

3번 : 그러하다.

4번 : 그러하다. 

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22. 수증기 1L를 1기압에서 5기압으로 등온압축했을 때 부피 감소량(㎤)은?

 (단, 등온압축률은 $4.53 \times 10^{-5} \mathrm{~atm}^{-1}$ 이다.)

 ① 0.181

 ② 0.225

 ③ 1.81

 ④ 2.25

 

정답 : 1번

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등온압축률이 주어졌으니, 아래 식을 떠올려보자.

유체의 등온압축률(isothermal compressibility, κ)은 다음과 같이 정의된다. 

여기에 주어진 값을 대입해보자.

κ = 4.53*10^(-5), V=1000㎤, 부피변화량=  ? ㎤ , 압력변화량=+4atm

\( 4.53 \times 10^{-5}=-\frac{1}{1000} \times \frac{?}{4} \)

? = -0.1812 ㎤

감소량을 물어봤으므로, 0.181이 답.

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23. 어떤 산 정상에서 질량(mass)이 600kg인 물체를 10m 높이까지 들어 올리는 데 필요한 일(kgf·m)은?

 (단, 지표면과 산 정상에서의 중력가속도는 각각 9.8㎨, 9.4㎨이다.)

 ① 600

 ② 1255

 ③ 3400

 ④ 5755

 

정답 : 4번

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 W(일) = F(힘) * s(이동거리)

여기서 힘 F = mg 이고, 중력가속도 g는 산 정상에서의 중력가속도를 사용해야 한다.

일 W = 600kg * 9.4㎨ * 10m = 56,400 N·m(J)이다.

당황하지말고 kgf·m 으로 변환을 해보자.

1kgf 는 중력가속도가 9.8일때 물체가 가지는 힘이다. 1kgf = 9.8N

56400 / 9.8 = 5755 kgf·m

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24. \( \mathrm{C} \)와 \( \mathrm{O}_{2} \), \( \mathrm{CO}_{2} \)의 임의의 양이 500℃ 근처에서 혼합된 2상계의 자유도는?

 ① 1

 ② 2

 ③ 3

 ④ 4

 

정답 : 2번

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잘 모르겠긴한데,

C(s) + O2(g) ↔ CO2(g) 와 같이 평형을 이룬다고 봐야할 듯 하다.

F = C - P + 2 - r - s 에서

C = 3 (화학종 수)

P = 2 (상의 수)

r = 1 (독립적인 화학평형식의 수)

s = 0 (특별조건 해당없음)

F = 2

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25. 혼합물의 융해, 기화, 승화 시 변하지 않는 열역학적 성질에 해당하는 것은?

 ① 엔트로피

 ② 내부에너지

 ③ 화학포텐셜

 ④ 엔탈피

 

정답 : 3번

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15년 1회 1번 문제이다.

https://for-freeedom.tistory.com/241

화공기사 2015년 1회 기출 풀이(**1번,2번,3번,4번,5번)

물이 열을 받아 기화하는 상황을 예로 생각해보면,

엔트로피, 내부에너지, 엔탈피는 증가할 것이라고 생각해볼 수 있고,

화학포텐셜 말고는 답이라고 할만한게 없다.

화학포텐셜 = 부분몰깁스 이고,

상평형을 이룰 때 각 상의 화학포텐셜이 같다.

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