2021년 2회 화공기사 기출문제 핵심정리 - 21번,22번,23번,24번,25번

2과목: 단위조작 및 화학공업양론

 

21. 다음 중 차원이 다른 하나는?

 

1) 일

2) 열

3) 에너지

4) 엔트로피

 

답: 4

 

일 - J or cal

열 - J or cal

에너지 - J or cal

엔트로피 - J/℃ or cal/K

 

엔트로피의 정의를 생각하면 된다.

 

$dS = \frac{dq}{T}$

 

 

22. 미분수지 (differential balance)의 개념에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

 

1) 어떤 한 시점에서 계의 물질 출입관계를 나타낸 것이다.

2) 계에서의 물질 출입관계를 성분 및 시간과 무관한 양으로 나타낸 것이다.

3) 계로 특정성분이 유출과 관계없이 투입되는 총 누적 양을 나타낸 것이다.

4) 계에서의 물질 출입관계를 어느 두 질량 기준 간격사이에 일어난 양으로 나타낸 것이다.

 

답: 1

 

어렵게 생각하지 말자.

 

물질수지(mass balance)는 특정 계를 중심으로 물질의 input, output 등을 나타내는 식이다. 

미분수지는 특정 계를 중심으로 특정 시간에 대한 물질의 input, output 등을 나타내는 식이다. 여기서 꼭 물질이 아니여도 된다. 에너지의 input, output일수 있다.

 

 

 

23. 결정화시키는 방법이 아닌 것은?

 

1) 압력을 높이는 방법

2) 온도를 낮추는 방법

3) 염을 첨가시키는 방법

4) 용매를 제거시키는 방법

 

답: 1

 

결정화(crystallization): 액체 또는 비결정상태의 고체가 결정을 형성하는 현상

 

일반적으로 결정화시키려면 온도를 낮추거나, 압력을 낮추거나, 염을 첨가하거나, 용매를 제거해야 한다.

 

 

24. 25°C 에서 정용반응열(△Hv)이 -326.1kcal/g일 때 같은 온도에서 정압반응열(△Hp; kcal/g)는?

 

$C_2H_5OH(l) + 3O_2(g) \rightarrow 3H_2O(l) + 2CO_2(g)$

 

1) 325.5

2) -325.5

3) 326.7

4) -326.7

 

답: 4

 

정압반응열 = $\Delta H$

정용반응열 = $\Delta U$

 

$\Delta H = \Delta U + \Delta (PV)$

 

PV = nRT

 

\Delta (PV) = \Delta (nRT) = RT\Delta (n)

 

$\Delta (n)$ = 2-3 = -1 (기체의 변화량만 따져야 함)

 

R = 1.987cal/g·K

T = (25 + 273.15)K

 

\Delta H - \Delta U = -592.43cal/g = -0.592kcal/g

 

\Delta H = -326.1kcal/g - 0.592kcal/g = -326.7kcal/g

 

 

25. 어떤 기체의 임계압력이 2.9atm이고, 반응기내의 계기압력이 30psig였다면 환산압력은?

 

1) 0.727

2) 1.049

3) 0.990

4) 1.112

 

답: 2

 

환산압력 = 절대압력 ÷ 임계압력

 

절대압력 = 대기압 + 계기압력 = 14.7psi + 30psi = 44.7psia

 

임계압력 = 2.9atm = 2.9 × 14.7psi = 42.63psi

 

환산압력 = 44.7 ÷ 42.63 = 1.049

 

압력단위환산 문제 푸는 법