화공기사 2018년 4회 기출 풀이(26번,27번,*28번,**29번,30번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 26번, 27번, 28번

26. 이상기체법칙이 적용된다고 가정할 경우 용적이 5.5㎥인 용기에 질소 28kg 을 넣고 가열하여 압력이 10atm 이 될 때 도달하는 기체의 온도(℃)는?

 ① 81.51  ② 176.31  ③ 287.31  ④ 397.31

정답 : 4번

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PV=nRT

10*5500=(28000/28)*0.0821*T = 670K

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27. 760mmHg 대기압에서 진공계가 100mmHg 진공을 표시하였다. 절대압력은 몇 atm 인가?

 ① 0.54  ② 0.69  ③ 0.87  ④ 0.96

정답 : 3번

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헷갈려서 이런거 틀리면 얼마나 억울하겠는가..

진공계가 100만큼 진공이라니 -100mmHg 인가 보다.

계기는 대기압을 제외한 수치이므로 -100+760 = 660mmHg

660/760=0.87atm

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28. 실제기체의 압축 인자(compressibility factor)를 나타내는 그림이다. 이들 기체 중에서 저온에서 분자간 인력이 가장 큰 기체는?

① (1)  ② (2)  ③ (3)  ④ (4)

정답 : 4번

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저온이면 그래프의 왼쪽 부분을 가리키고..

z = PV/nRT

분자간 인력이 크면 부피가 쪼그라들테니까.. 

그래프 왼쪽부분에서 z가 제일 작은 걸 골라보자.

* 압축인자 = 실제기체의 몰부피 / 이상기체의 몰부피

분자간 인력이 크면 이상기체보다 실제기체의 몰부피가 작을 것이다.

고로 압축인자는 1보다 작다.

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29. 25℃에서 벤젠이 bomb 열량계 속에서 연소되어 이산화탄소와 물이 될 때 방출된 열량을 실험으로 재어보니 벤젠 1mol 당 780890cal 이었다. 25℃에서의 벤젠의 표준연소열은 약 몇 cal 인가?

(단, 반응식은 다음과 같으며 이상기체로 가정한다.)

 

 ① -781778  ② -781588  ③ -781201  ④ -780003

정답 : 1번

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이런 중요한 문제를 못풀다니 ..슬프다..

물의 액체상태와 기체상태의 차이에 주목했는데 그거랑 전혀 상관이 없네..

bomb 열량계에 주목하면 정용반응이다.

ΔH=ΔU+Δ(PV)=Q-W(=0)+Δ(PV) = Q+Δn*RT

=-780890+(6-7.5)*1.987*298

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30. 25℃, 대기압하에서 0.38mH2O 의 수두압으로 포화된 습윤공기 100㎥ 이 있다. 이 공기 중의 수증기량은 약 몇 kg 인가?

(단, 대기압은 755mmHg 이고, 1기압은 수두로 10.3mH2O 이다.)

 ① 2.71  ② 12.2  ③ 24.7  ④ 37.1

정답 : 1번

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쉽게 풀릴것 같은데 잘 안된다..출제자가 원하는 방향인지는 모르겠으나

습윤 공기를 이상기체로 가정하고 계산하였다.

포화수증기압 : 0.38mH2O = 0.38/10.3*760 = 28.04mmHg

절대습도 = (18/29)*28.04/(760-28.04)=0.023777 kgH2O/kgDryAir

수증기질량/습윤공기질량 = 0.023777/(1+0.023777)

습윤공기 평균분자량 = 18*0.023777/1.023777 + 29*1/1.023777 = 28.7445g/mol

습윤공기 100m3의 몰 수 = PV/RT = (101325*100)/(8.3145*298)=4.089kmol

수증기질량 = (0.023777/1.023777)*28.7445*4.089 = 2.73

보기의 숫자들이 큰차이가 나다보니 어거지로 계산해도 답 구하는데는 문제가 없어보인다.

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