화공기사 2017년 1회 기출 풀이(21번,22번,23번,24번,25번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 21번, 22번, 23번, 24번

21. 몰 조성이 79% N2 및 21% O2 인 공기가 있다. 20℃, 740 mmHg 에서 이 공기의 밀도는 약 몇 g/L 인가?

 ① 1.17

 ② 1.34

 ③ 3.21

 ④ 6.45

정답 : 1번

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밀도 = w(질량)/V

w = Mw(분자량)*n

PV = nRT

1/V = P/nRT

밀도 = w*P/nRT = Mw(분자량)*n*P/nRT

밀도 = Mw*P / RT = {29(g/mol) * (740/760)(atm)}  /  {0.0821(atmL/molK) * 293(K)}

(그냥 외우고 있던 공기 분자량 29 g/mol 을 사용했다.)

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22. 동력의 단위환산 값 중 1kW 와 가장 거리가 먼 것은?

 ① 10.97kgfㆍm/s

 ② 0.239kcal/s

 ③ 0.948BTU/s

 ④ 1000000mW

정답 : 1번

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1번 : 1kW = 1000W = 1000J/s = 1000kg·m^2/s^3 = (1000/9.8)kg·m/s = 102.04 kg·m/s

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23. 30℃, 1atm 의 공기 중의 수중기 분압이 21.9mmHg일 때 건조공기 당 수증기 질량[kg(H2O/kg(dry air)]은 얼마인가?

(단, 건조 공기의 분자량은 29 이다.)

 ① 0.0272

 ② 0.0184

 ③ 0.272

 ④ 0.184

정답 : 2번

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1atm = 760mmHg

21.9/(760-21.9) * (18/29) = 0.0184

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24. 25wt% 의 알코올 수용액 20g 을 증류하여 95wt%의 알코올 용액 x g과 5wt% 의 알코올 수용액 y g 으로 분리한다면 x 와 y 는 각각 얼마인가?

 ① x=4.44, y=15.56

 ② x=15.56, y=4.44

 ③ x=6.56, y=13.44

 ④ x=13.44, y=6.56

정답 : 1번

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순 알코올 양 = 20g * 0.25 = 5g

x*0.95 + y*0.05 = 5

x + y = 20

두 식을 연립하면,

x = 4.44, y = 15.56

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25. 과열수증기가 190℃(과열), 10bar 에서 매시간 2000kg/h 로 터빈에 공급되고 있다. 증기는 1bar 포화증기로 배출되며 터빈은 이상적으로 가동된다. 수증기의 엔탈피가 다음과 같다고 할 때 터빈의 출력은 몇 kW인가?

(10 bar, 190℃) = 3201kJ/kg

(1 bar, 포화증기) = 2675kJ/kg

 ① W = -1200 kW

 ② W = -292 kW

 ③ W = -130 kW

 ④ W = -30 kW

정답 : 2번

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(3201-2675)*2000/3600 = 292.22

들어오는 열량과 나가는 열량의 차이만큼이 터빈이 하는 일이다.

질량유량을 곱해서 단위를 맞춰주면 구하고자 하는 출력이다.

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