화공기사 2017년 1회 기출 풀이(6번,7번,*8번,9번,10번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 6번, 9번, 10번

6. 벤젠과 톨루엔으로 이루어진 용액이 기상과 액상으로 평형을 이루고 있을 때 이 계에 대한 자유도수는?

 ① 0

 ② 1

 ③ 2

 ④ 3

정답 : 3번

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F = C - P + 2 - r - s

C = 2, (벤젠, 톨루엔)

P = 2, (액체, 기체)

r = 0, (독립적인 화학 평형식의 수)

s = 0, (특별 조건)

F = 2, (온도와 압력에 따라 결정)

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7. 다음은 이상용액의 혼합특성을 나타내는 열역학적 함수이다. 옳지 않은 것은?

(단, G, V, U, S, T는 각각 깁스(Gibbs) 자유에너지, 부피, 내부에너지, 엔트로피, 온도이며, R은 기체상수, Xi는 몰분율, 첨자 id는 이상용액 물성을 의미한다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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이상용액의 특성으로 보기의 것들 정도는 외워두는 것이 좋다.

나같은 경우 이 아니라는 게 기억이 났다.

옳게 고치면,

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8. 압력과 온도변화에 따른 엔탈피 변화가 다음과 같은 식으로 표시될 때 □에 해당하는 것은?

dH = □dP + CpdT

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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일정 조성의 균질유체가 갖는 엔탈피를 온도와 압력의 함수로 표시한 일반식이다.

엔탈피가 온도와 압력의 함수이므로 아래와 같이 쓸 수 있다.

(맥스웰 식)

양변을 dP로 나누고 T가 일정하다고 하면,

(맥스웰 식)

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9. 반데르 발스 방정식 에서 P 는 atm, V 는 L/mol 단위로 하면, 상수 a 의 단위는?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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그냥 단위만 맞추면 된다.

P와 a/V^2 의 단위가 같아야하므로,

atm = a의 단위 / (L/mol)^2

a의 단위 = atm * (L/mol)^2

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10. 어떤 과학자가 자기가 만든 열기관이 80℃ 와 10℃ 사이에서 작동하면서 100cal의 열을 받아 20cal 의 유용한 일을 할 수 있다고 주장한다. 이 과학자의 주장에 대한 판단으로 옳은 것은?

 ① 열역학 제0법칙에 위배된다.

 ② 열역학 제1법칙에 위배된다.

 ③ 열역학 제2법칙에 위배된다.

 ④ 타당하다.

정답 : 3번

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1번 : 특별히 열평형에 어긋나는 정보는 없어보인다.

2번 : 100cal 를 받아서 그 이상의 일을 한다는 게 아니니 문제는 없어보인다.

3번 : 최대 효율을 구해보자. = (80/10)/353 = 19.83%,

하지만, 100cal의 열을 받아 20cal 일을 하면 20.0%이므로 최대 효율을 초과한다.

2법칙 위배

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