22년 전달현상 나책형 11~15문

11문 정답 : 4번

 

1. 해설 및 필요한 개념

 스톡스-아인슈타인 식을 적어보면 다음과 같다.

Dab : 용매 B의 묽은 용액에서 용질 A의 확산도, k : 볼츠만상수, T : 절대온도, rA : 용질 A의 분자반지름, uB : 용매의 점도

 

"이 식은 확산하는 화학종에 대해서 연속체로 행동하는 용매를 통한 콜로이드 입자나 큰 원형 분자의 확산을 설명하는데 아주 성공적이었다. 이 식은 물과 같은 액체의 점도가 온도의 강한 함수이므로, 액체상 확산계수가 온도의 비선형 함수일 것을 암시한다. 또한 용질의 분자 크기가 증가할수록 액체상 확산계수가 감소할 것을 나타낸다" 라고 웰티책에 설명되어 있으니 식과 같이 참고하면 되겠다.

 

문제자체는 식만 알고있으면 쉽게 풀린다.

 

 

2. 나의 생각

최근 5급 기출에 나온적 있는 개념이다. 7급에서는 서울시에 한번 출제됐던 것으로 기억하는데...기출 안본지 시간이 좀 지나 정확하지 않다. 여기서 알 수 있는 점은 출제자가 5급 문제까지도 참고를 한다는 점이다. 5급 문제를 완벽하게 풀기는 어려울 수 있어도 시간이 된다면 나온 개념정도는 식이라도 알아둘 필요가 있다.

 

 

 

12문 정답 : 2번

 

1. 해설 및 필요한 개념

k/hd 가 무한이라는 의미는 'k가 무한이다' 또는 'h가 0에 수렴한다' 로 이해할 수 있다. 문제에서 벽의 온도분포를 묻고 있으므로 'k가 무한이다' 라는 의미로 받아들일 수 있고, 이는 벽의 온도구배가 없다는 뜻이므로 정답은 2번이다.

 

좀 더 풀어서 설명하면, k는 벽의 열전도도를 의미하는데, 열전도도가 무한이라는 의미는 온도의 손실없이(=저항 없이) 열이 전달된다는 의미이므로 벽의 어느부분에서도 T1으로 온도가 일정하다는 것이다.

 

 

2. 나의 생각

시험장에서는 위처럼 생각해 푸는것이 가장 간단한 방법인듯하다. 시간이 남는 분들은 위의 상황을 정상상태로 가정하고, 벽과 외부가 만나는 지점의 온도를 T2로 표시하고 식을 세워보길 바란다. 그럼 아래와 같이 T1=T2 라는 결론이 나온다.

 

시험장에서는 절대 아래와 같이 풀면 안된다. 이건 단순히 문제를 다양한 관점에서 접근해보고, 식세우는 연습을 하는 것에 의미가 있는 것이다.

 

 

 

13문 정답 : 2번

 

1. 해설 및 필요한 개념

연속방정식을 만족한다는 것은 모든 방향에서의 식을 미분을 해서 그걸 전부 더했을때 0이 되어야한다는 것이다. 풀어서 설명하면, Vx를 x에 대한 함수로 미분, Vy를 y에 대한 함수로 미분, Vz를 z에 대한 함수로 미분한 결과를 전부 더하면 0이 되어야한다. 이를 만족하는 선지는 2번 뿐이다.

 

 

2. 나의 생각

여러번 기출된 개념이므로 기계처럼 풀 수 있게끔하자.

 

 

 

14문 정답 : 4번

 

1. 해설 및 필요한 개념

웰티책의 문구를 그대로 가져다 쓴 문제다. 책에 나온 내용은 아래와 같다.

 

"농도차 외에 온도차, 압력차, 그리고 중력, 전기장, 자기장과 같은 외부장에 의해 야기된 힘의 차이와 같이 화학퍼텐셜 구배를 일으킬 수 있는 많은 물리적 조건이 있다.

 

따라서 정답은 4번이다.

 

 

2. 나의 생각

1번으로 골라서 틀렸던 문제다. 책에서 위의 문장을 봤던 수험생이 아니라면 누가 중력을 화학퍼텐셜 구배를 일으킬 수 있다고 생각했을까 싶다. 가채점하면서 너무하네 라는 생각이 들었던 문제 중 하나이며 아마 많은 분들이 틀리지 않았을까 싶다.

 

 

 

15문 정답 : 3번

 

1. 해설 및 필요한 개념

힘은 A에 걸리는 압력 = B에 걸리는 압력 을 이용하면 된다. F/A = F'/0.1A 이므로 F'=0.1F가 된다.

 

이동거리는 A와 B에서 유체가 움직인 부피가 같음을 이용한다. A가 밀어낸 유체의 양 = B의 피스톤 4개가 받은 유체의 양 이므로 A*L=4*0.1A*L' 이다. 따라서 L'=2.5L이 된다.

 

 

2. 나의 생각

실제 시험장에서 굉장히 헷갈렸던 문제다. 특히 이동거리를 어떻게 판단해야할지 끝까지 몰라서 거의 찍다시피 한 문제다. 지금 생각해보면 간단한 문제지만 이렇게 새로운 유형을 만나면 실제 시험장에서는 굉장히 당황스럽다. 이런 경우 어떻게 대처할지 미리 고민을 했지만 실제로는 미리 생각해둔게 아무 의미가 없었다. 여러분들은 실전연습을 지겹다고 생각할 정도로 반복해서 시험장에 들어갔으면 좋겠다.