합격자가 푸는 기출해설 (8) 썸네일형 리스트형 22년 전달현상 나책형 11~15문 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 생각최근 5급 기출에 나온적 있는 개념이다. 7급에서는.. 22년 전달현상 나책형 6~10문 1. 필요한 개념 및 해설 무차원수에 대한 정의를 묻는 문제다. ㄱ,ㄴ은 정선지, ㄷ은 슈미트수(Sc)에 대한 설명이다. 2. 나의 생각 무차원수는 전달현상의 기본 개념이다. 필수로 암기하자. 1. 필요한 개념 및 해설 간단하게 풀면 0~10분동안 1/5이 감소했으므로, 10~20분의 시간에서도 1/5이 감소해야한다. (괄호안의 조건이 모두 이상적인 상황을 가정했고, 시간이 둘다 10분으로 동일하기 때문) 10분일때 A는 20이 있었으므로, 20분이 되면 1/5이 감소한 4가 남게되어 정답은 3번이다. 사실 이 문제를 정말 정확하게 풀려면 증류탑 1단의 개념을 알고 있어야하는데, 다른 문제에 유용하게 쓰일 수 있으므로 추가로 설명해보겠다. 그림을 간단하게 설명하면 액체는 위에서 아래로, 기체는 아래에서 .. 22년 전달현상 나책형 1~5문 1. 필요한 개념 및 해설 열전도의 가장 기본이 되는 푸리에의 열전도식만 알고 있으면 풀 수 있다. 단열, 정상상태, 1차원 평면벽인 상황이므로 아래와 같은 식을 적용할 수 있다. 문제에서 열손실속도(W/m2)를 물어봤으므로 등호 오른쪽만 계산하면 된다. 두께의 단위만 조심해서 계산하면 된다. 1 × (25+5) / 0.004 = 30 × 250 = 7500 W/m2 2. 나의 생각 1차원 평면벽은 매우 빈출되는 주제다. 식 암기는 필수고, 위에 식이 어떻게 유도되었는지 알면 더 좋다. 1. 필요한 개념 및 해설 문제의 상황을 좀 더 간단하게 생각하면 전기로 공급되는 열과 표면에서 대류로 인한 열손실이 같음을 이용하면 된다. 다른 말로 하면 평판이 정상상태임을 이용해 문제를 풀면 된다. 문제에서 대류에 .. 22년 화공열역학 나책형 21~25문 1. 필요한 개념 및 해설 부피 팽창률과 등온 압축률은 매우매우 빈출개념이다. 아래의 결과식은 필수적으로 암기해야한다. 이 식을 적분하면 다음과 같이 된다. 2. 나의 생각 기본 개념만 알고 있으면 쉽게 풀 수 있는 문제다. 첫번째 식이 어떻게 나왔는지 유도해보면 더욱 좋다. 1. 필요한 개념 및 풀이 최대일은 깁스에너지(G)나 헬름홀츠에너지(A)로 계산할 수 있다. 두 경우를 비교해보면 아래와 같다. - 깁스에너지를 이용한 최대일 : 최대 비팽창일 - 헬름홀츠에너지를 이용한 최대일 : 최대 (팽창일 + 비팽창일) 문제에 주어진 조건은 비흐름 공정뿐이다. 그렇다면 공기가 흐르지 않고 어떤 용기같은 곳에 담겨있다고 생각할 수 있는데 이때 팽창일을 무시한다고 볼 수는 없다(공기의 부피가 변할 수 있다는 말과.. 22년 화공열역학 나책형 16~20문 1. 필요한 개념 및 해설 닫힌계의 내부에너지는 U = Q + W 식이 성립한다. 따라서 1→2단계와 3→4단계의 빈칸을 채울 수 있다. 1→2단계 W는 -4800J 이고, 3→4단계 U는 -400J 이다. 내부에너지는 상태함수이므로 전체 사이클을 한바퀴 돌게 되면 내부에너지는 0이 된다. 따라서 200 + (가) - 400 + 3000 = 0 이므로 (가) = -2800J 이다. (가)를 알았으니 2→3단계의 W를 계산할 수 있고, W는 -1000J 이다. 그러면 (나)값도 계산이 가능하다. -4800 - 1000 + 100 + (나) = -2500 이므로 (나) = 3200J 이다. 2. 나의 생각 비교적 간단한 문제였다. 상태함수 개념을 몰랐던 분들은 잘 알아두자. 1. 필요한 개념 및 해설 이 문.. 22년 화공열역학 나책형 11~15문 1. 필요한 개념 및 해설 반응열이 음수면 발열반응, 양수면 흡열반응이다. 그나마 선지 1과 3이 헷갈릴만한데, 선지 1은 표준상태에 대한 정확한 개념만 알고 있으면 된다. 표준 상태란 온도와 상관없이 압력이 1bar 일때의 상태를 말한다. 화학에서 STP의 개념과 혼동하지 않도록 주의하자. 선지 3에서 표준 반응열은 반응물과 생성물의 표준 생성열을 이용해 계산하는데, 이때 반응물 또는 생성물의 표준 생성열과 양론계수의 곱을 모두 더해서 표준 반응열을 계산하기 때문에 양론계수가 2배가 된다면 표준 반응열도 2배가 된다. 2. 나의 생각 선지 2번이 너무 명확히 틀렸기에 시험장에서 2번 보자마자 바로 찍고 넘어갔다. 표준 반응열 관련 개념인 표준 생성열이나 표준 연소열도 같이 공부해두자. 1. 필요한 개념.. 22년 화공열역학 나책형 6~10문 1. 필요한 개념 및 해설 (다) 비압축성 유체에 대한 개념은 스미스 책에 있다. 나올만한 주제라고 생각해 정리한 것이 큰 도움이 되었다. 아래 링크에 정리했으니 몰랐던 내용이라면 암기해야한다. 결론만 말하면 비압축성 유체에서 Cp와 Cv는 동일하다고 본다. https://chembeginer.tistory.com/7 (라) '산술 평균'이 틀렸다. 평균 Cp는 각 성분의 몰분율과 Cp를 곱한 값의 합이다. (가), (나) 아래 증명과정을 참고하면 된다. 스스로 유도해보면 도움이 될 것이다. 2. 나의 생각 쉽지 않은 문제였다. (나)는 시험장에서 바로 유도하기 어렵고, (다)와 (라)는 언뜻 보면 그럴듯하게 보이기 때문에 아마 많은 분들이 틀렸을 것으로 예상되는 문제다. 출제자의 배려?인지는 모르겠지만.. 22년 화공열역학 나책형 1~5문 1. 필요한 개념 및 해설 '계'와 '주위'의 개념에 대해 알고 있어야 한다. '계'란 우리의 관심이 되는 우주의 한 부분을 의미하고, 계를 제외한 나머지 부분을 주위라 한다. 계와 주위를 합쳐서 '우주'라고 부른다. 계의 종류는 아래와 같이 나눌 수 있다. - 고립계 : 주위와 물질 및 에너지 교환이 모두 불가능 - 닫힌계 : 주위와 에너지는 교환할 수 있으나 물질 교환은 불가능 - 열린계 : 주위와 물질 및 에너지 교환이 모두 가능 필요한 개념을 알았으니 문제를 풀어본다. 문제에서 두번째 문장을 해석할 수 있는지가 핵심이다. 마지막 문장을 통해 보온병 내부가 '계'임을 알 수 있다. "보온병(계)은 이상적으로 완벽하게 단열되어 있으며"에서 단열에 주목해야한다. 단열이란 Q=0인 상태이므로 계로 열출입.. 이전 1 다음
