화공기사 2018년 1회 기출 풀이(*16번,17번,18번,19번,20번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 17번, 18번, 19번, 20번

16. 이상기체 혼합물에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

(단, 는 일정온도 T에서의 적분상수, 는 이상기체 혼합물 중 성분 i의 몰분율이다.)

 ① 이상기체의 혼합에 의한 엔탈피 변화는 0이다.

 ② 이상기체의 혼합에 의한 엔트로피 변화는 0보다 크다.

 ③ 동일한 T, P에서 성분 i의 부분몰부피는 순수성분의 몰부피보다 작다.

 ④ 이상기체 혼합물의 깁스(Gibbs) 에너지는 이다.

정답 : 3번

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어려워서 정확히는 모르겠지만 이상용액을 얘기할 때 혼합하는 과정에서의 델타V와 델타H=0이라고 한다.

이게 혼합 기체에도 적용된다고 보면 될듯하다. 특히 델타V는 쉽게 이해되지만 델타H=0은 와닿지 않으니 주의하자.

그리고 혼합은 자연스럽게 섞이는 과정이니까 무질서도가 커진다고 보면 될듯하다.

3번보기를 고쳐서 올바르게 식으로 옮기면,

각 성분의 부분 몰 부피가 동일 온도, 압력의 순수성분의 부피와 같은 혼합물, 즉, 이상용액을 말하는 식이다.

이제보니 이상용액은 이상 기체 혼합물도 포함하나보다.

4번 식은 포기다..

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17. 부피가 1m3인 용기에 공기를 25℃의 온도와 100bar의 압력으로 저장하려 한다. 이 용기에 저장할 수 있는 공기의 질량은 약 얼마인가? (단, 공기의 평균분자량은 29이며 이상기체로 간주한다.)

 ① 107kg

 ② 117kg

 ③ 127kg

 ④ 137kg

정답 : 2번

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PV=nRT 에서 n=(100atm*1000L)/((0.0821(atmL/molK)*298K)=4087.34mol,

29를 곱해주면 118533g

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18. 상태함수에 대한 설명으로 옳은 것은?

 ① 최초와 최후의 상태에 관계없이 경로의 영향으로만 정해지는 값이다.

 ② 점함수라고도 하며, 일 에너지를 말한다.

 ③ 내부에너지만 정해지면 모든 상태를 나타낼 수 있는 함수를 말한다.

 ④ 내부에너지와 엔탈피는 상태함수이다.

정답 : 4번

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점함수=상태함수. 당황하지 말자.

경로함수 ->열, 일..          열, 일 두가지가 경로함수라는 것만 외우고 있으면,

나머지는 상태함수라고 봐도 무방한듯하다.

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19. 다음 중에서 같은 환산온도와 환산압력에서 압축인자가 가장 비슷한 것끼리 짝지어진 것은?

 ① 아르곤 - 크립톤

 ② 산소 - 질소

 ③ 수소 - 헬륨

 ④ 메탄 - 프로판

정답 : 1번

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"모든 유체들은 같은 환산온도, 환산압력에서 비교하면 대체로 거의 같은 압축인자를 가지며, 이상기체 거동에서 벗어나는 정도로 거의 비슷하다."

이런 정리가 있다. 이는 단순유체(아르곤, 크립톤, 크세논)에 대해서 거의 정확하다고 한다. (by. 성안당 - 적중화공기사)

* 간단하지만 당황하기 딱 좋다..

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20. 상압 300K에서 2.0L인 이상기체 시료의 부피를 일정압력에서 400cm^3로 압축시켰을 때 온도는?

 ① 60K

 ② 300K

 ③ 600K

 ④ 1500K 

정답 : 1번

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부피를 1/5배로 압축시켰다. PV=nRT 에서 압력이 일정하니 온도도 1/5배다.

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