화공기사 2018년 2회 기출 풀이(16번,17번,*18번,19번,20번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 17번, 19번, 20번

16. 다음 중 기-액 상평형 자료의 건전성을 검증하기 위하여 사용하는 것으로 가장 옳은 것은?

 ① 깁스-두헴(Gibbs-Duhem)식

 ② 클라우지우스-클레이페이론(Clausisus - Clapeyron)식

 ③ 맥스웰 관계(Maxwell relation)식

 ④ 헤스의 법칙(Hess'w Law)

정답 : 1번

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깁스 두헴 식을 정말 잘 알고 있다면 당연히 바로 알 수 있고..

대충 알고 있어서 이 문제 답을 바로 몰랐다면 이번 기회에 알고 가자.

생긴게 복잡해서 많이 봤어도 막상 뭐하는 식인지 몰랐던 사람 많을거다..(............ㅠㅠ)

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17. 다음 중 이심인자(acentric factor) 값이 가장 큰 것은?

 ① 제논(Xe)

 ② 아르곤(Ar)

 ③ 산소(O2)

 ④ 크립톤(Kr)

정답 : 3번

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제논, 아르곤, 크립톤 3총사를 '단순유체' 라고 한다. 

이들에 대해서 이심인자 w=0 이다.

그리고 이 세 유체에 대해 대응 상태의 정리가 거의 정확하다고 한다.

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18. 비리얼 방정식(Virial equation)이 Z = 1 + BP 로 표시되는 어떤 기체를 가역적으로 등온압축 시킬 때 필요한 일의 양은?

(단, Z = PV/RT, B : 비리얼 계수)

 ① 이상기체의 경우와 같다.

 ② 이상기체의 경우보다 많다.

 ③ 이상기체의 경우보다 적다.

 ④ B 값에 따라 다르다.

정답 : 1번

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Z=1+BP 식은 P(V-b)=RT 로 정리된다.(b=RTB, 개인적 취향에 따라 바꿔서 정리함)

W=인테그랄 P dV 에 따라 적분하면

W=RT* ln[(V2-b)/(V1-b)] 가 나오게 된다.

이걸보고 이상기체랑 다르네~ 하면서 2,3,4번 중에 찾으면 안된다.........

첫째줄 식처럼 V-b = RT/P 이기 때문에

결국 W=RT* ln(P1/P2) 로 이상기체와 같아진다.. 조심하자.

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19. 열역학 제2법칙에 대한 설명 중 틀린 것은?

 ① 고립계로 생각되는 우주의 엔트로피는 증가한다.

 ② 어떤 순환공정도 계가 흡수한 열을 완전히 계에 의해 행하여지는 일로 변환시키지 못한다.

 ③ 열이 고온부로부터 저온부로 이동하는 현상은 자발적이다.

 ④ 열기관의 최대효율은 100% 이다.

정답 : 4번

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열역학 법칙들, 엔트로피 등 등 관련 표현들이 많은데

책 또는 이런 문제들을 통해서 표현을 익혀놓는게 좋다.

아무리 이론이 빠삭해도 평범한 사람이라면 헷갈린다.

표현들은 한계가 있기 때문.

물론 올바르게 이해하는 게 우선이다.

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20. 압축인자(compressibility factor)인 Z를 표현하는 비리얼 전개(Virial expansion)는 다음과 같다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

(단, B, C, D 등은 비리얼 계수이다.)

 ① 비리얼 계수들은 실제기체의 분자상호간의 작용 때문에 나타나는 것이다.

 ② 비리얼 계수들은 주어진 기체에서 온도 및 압력에 관계없이 일정한 값을 나타낸다.

 ③ 이상기체의 경우 압축인자의 값은 항상 1 이다.

 ④ 항은 항에 비해 언제나 값이 크다.

정답 : 2번

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비리얼계수는 온도만의 함수이다.

뒤에 있는 항일수록 작아진다. 는건 받아들이기 무리는 아니다.

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