화공기사 2017년 1회 기출 풀이(16번,17번,18번,19번,20번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 17번, 18번, 19번

16. 이상기체의 거동을 따르는 산소와 질소를 0.21 대 0.79의 몰(mol)비로 혼합할 때에 혼합엔트로피 값은?

 ① 0.4434kcal/kmolㆍK

 ② 1.021kcal/kmolㆍK

 ③ 0.161kcal/kmolㆍK

 ④ 0.00kcal/kmolㆍK

정답 : 2번

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흔한 엔트로피 변화 계산 문제는 아니다.

혼합의 물성변화 part 에 보면 (과잉성질 나오는..)

이 식이 있다. 외워서 그대로 쓰면 된다.

 = -1.987kcal/molK * (0.21*ln(0.21) + 0.79*ln(0.79))

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17. 초기에 메탄, 물, 이산화탄소, 수소가 각각 1몰씩 존재하고 다음과 같은 반응이 이루어질 경우 물의 몰분율을 반응좌표 ε 로 옳게 나타낸 것은?

① 

② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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18. 다음 내연기관 사이클(cycle) 중 같은 조건에서 그 열역학적 효율이 가장 큰 것은?

 ① 카르노 사이클(Carnot cycle)

 ② 오토 사이클(Otto cycle)

 ③ 디젤 사이클(Diesel cycle)

 ④ 사바테 사이클(Sabathe cycle)

정답 : 1번

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기본 중의 기본

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19. 다음 중 공기표준 오토 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

 ① 2개의 단열과정과 2개의 정적과정으로 이루어진 불꽃점화 기관의 이상사이클이다.

 ② 정압, 정적, 단열 과정으로 이루어진 압축점화 기관의 이상사이클이다.

 ③ 2개의 단열과정과 2개의 정압과정으로 이루어진 가스 터빈의 이상사이클이다.

 ④ 2개의 정압과정과 2개의 정적과정으로 이루어진 증기원동기의 이상사이클이다.

정답 : 1번

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정적 사이클이라고도 한다. 정적 2개, 단열 2개

가솔린 기관(불꽃점화)을 떠올리자.

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20. 이상기체와 반데르발스(van der Waals) 상태방정식을 만족시키는 각 기체에 대해 일정한 온도에서 내부에너지의 부피에 대한 변화율 즉, 를 나타낸 올바른 식은?

(단, 반데르발스(van der Waals)상태방정식은 이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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(맥스웰 식)

구하고자 하는 내부에너지 변화율을 구하기 위해

양변을 dV로 나누고, T에 대해 일정하다고 하자.

다시 한번 아래 맥스웰 식으로 변화를 주면,

이제 주어진 상태방정식을 대입해서 계산할 수 있다.

(주어진 P를 부피를 일정하게 놓고 T에 대해 미분)

대입하면,

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