2011 지방직 9급 화학공학일반 문제 정답

 

화학공학일반정답(2021-04-03 / 232.5KB / 230회)

 

 화학공학일반 A 책형 1 쪽 화학공학일반 문 1. 유체의 흐름상태를 나타내는 Reynolds Number의 물리적 의미로 옳은 것은? ① 항력과 점성력의 비이다. ② 중력과 점성력의 비이다. ③ 마찰력과 점성력의 비이다. ④ 관성력과 점성력의 비이다. 문 2. 다음 그림은 유체의 전단응력()과 속도구배() 와의 관계를 나타낸 것이다. 고분자 용액과 같은 점탄성 유체의 특징인 의가소성 유체(pseudoplastic fluid)를 나타낸 것은? A B C D 전 단 응 력  속도구배  ① A ② B ③ C ④ D 문 3. 각각의 두께가 10 cm인 구리, 석면, 탄소강으로 구성된 삼중벽이 있다. 이 삼중벽 양면의 온도는 각각 10 °C와 110 °C로 유지되고 있다면 벽을 통한 단위면적당 열전달속도[W/m2]는? (단, 구리, 석면, 탄소강의 열전도도는 각각 10 W/m․°C, 0.05 W/m․°C, 5 W/m․°C로 가정하고, 계산결과는 소수 둘째자리에서 반올림 한다) ① 38.7 ② 60.2 ③ 100.4 ④ 49.3 문 4. Fick의 확산 제1법칙에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 확산속도는 농도구배에 반비례하고 면적에 반비례한다. ② 확산속도는 압력에 반비례하고 절대온도에 비례한다. ③ 확산속도는 압력에 비례하고 면적에 비례한다. ④ 확산속도는 농도구배에 비례하고 면적에 비례한다. 문 5. 다음 반응식과 엔탈피 변화로부터 계산한   ＋     →   의 반응열[△H°, kcal/mol]은?   ＋     →   : ∆ ° ＝ － 26.40 kcal/mol   ＋   →   : ∆ ° ＝ － 94.05 kcal/mol ① － 67.65 ② － 97.70 ③ － 131.7 ④ － 161.7 문 6. 열전달 기구에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 기체의 열전도도(thermal conductivity)는 온도가 증가할수록 커진다. ② 절대온도 영(0)도보다 높은 온도의 모든 물체는 복사열을 방출 한다. ③ 키르코프(Kirchhoff)의 복사 법칙에 따르면 어떤 물체가 외계와 온도 평형에 있을 때 방사율과 흡수율이 같다. ④ 대류 열전달 계수는 물체의 고유 특성값이다. 문 7. 성분 A를 3 mol % 함유하는 기체를 흡수탑으로 흘려보내 함유된 성분 A의 90 %를 물에 흡수시켜 제거한다. 흡수탑의 운전조건은 25 °C, 1 atm이며 입구에서의 기체의 유속은 20 mol/hr․ft2 이고 출구에서의 액체의 유속은 100 mol/hr․ft2이다. 흡수탑으로부터 유출되는 액체 내 A의 몰분율은? ① 0.0027 ② 0.0054 ③ 0.027 ④ 0.06 문 8. 정변위 펌프(positive-displacement pump)가 아닌 것은? ① 원심(centrifugal) 펌프 ② 플런저(plunger) 펌프 ③ 스크류(screw) 펌프 ④ 격막(diaphragm) 펌프 문 9. 어떤 공장의 폐수처리장치에서 생성되는 습한 슬러지는 40 wt%의 수분을 함유한다. 1 kg의 습한 슬러지를 농축기로 건조하여 수분 함량이 10 wt%가 되도록 하기 위하여 제거해야 할 수분의 질량 [g]은? (단, 계산결과는 소수점 둘째자리에서 반올림 한다) ① 113.3 ② 223.3 ③ 333.3 ④ 443.3 문 10. 고체용질이 액체용매와 혼합되는 용해에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 온도가 증가할수록 용해도가 증가하는 경향을 갖는 용해과정은 흡열과정이다. ② 단열계에서 흡열과정으로 용해될 때 엔트로피는 감소한다. ③ 온도가 증가할 때 용해도가 감소하는 경우도 있다. ④ 용해도는 주어진 조건(온도, 압력)에서 주어진 양의 용매에 최대한 녹을 수 있는 용질의 양을 말한다. 문 11. 액체 A와 액체 B의 혼합액에 추제(extracting solvent) S를 가하여 A를 추출(extraction)한다. 25 °C에서 A-B-S계의 액-액 평형값이 아래 표와 같을 때, A에 대한 추제 S의 선택도는? (단, 계산 결과는 소수점 셋째자리에서 반올림한다) 추출상(wt%) 추잔상(wt%) A B S A B S 40 5 55 60 10 30 ① 0.75 ② 1.33 ③ 3.67 ④ 7.34 화학공학일반 A 책형 2 쪽 문 12. 21 °C의 물 100 g이 들어 있는 일정 압력 열량계에 무게가 40 g인 87 °C의 납 덩어리를 넣은 후 평형 상태에 도달 하였을 때, 물의 온도가 22 °C였다면 납 덩어리의 비열[J/g․°C]은? (단, 주어진 계는 고립계이며 열량계의 열용량은 무시하고, 물의 비열은 4.18 J/g․°C로 하며, 계산결과는 소수점 셋째자리에서 반올림한다) ① 0.16 ② 0.13 ③ 0.44 ④ 2.46 문 13. 설비의 감가상각비는 정액법과 정율법이 사용된다. 다음 중 정액법 으로 감가상각비를 계산하기 위한 식은? ① (설비취득원가 － 설비잔존가액)/내용년수 ② (설비잔존가액 － 설비취득원가)/내용년수 ③ 설비취득원가/내용년수 ④ 설비잔존가액/내용년수 문 14. 에탄올(20 mol%)과 물(80 mol%)의 혼합물을 상압하에서 플래쉬 (flash) 증류한다. 이 때 공급되는 혼합물 중 20 %가 기상, 80 %가 액상으로 분리되고 액상에서 에탄올의 몰분율이 0.1일 경우, 기상 에서 에탄올의 몰분율은? ① 0.4 ② 0.5 ③ 0.6 ④ 0.7 문 15. 건조공정 중 재료가 과열될 염려가 적어 품질의 저하를 방지할 수 있으므로 약제, 세제, 합성수지, 특히 인스탄트 가공식품 제조에 많이 이용되며, 수분이 많은 재료를 미세한 액적, 안개 형태로 뜨거운 기체 흐름에 분산시켜 건조시키는 원리를 이용한 건조 장치는? ① 회전식 건조기 ② 분무식 건조기 ③ 탑 형 건조기 ④ 망-콘베이어형 건조기 문 16. 밀도가 0.9 g/cm3인 기름이 단면적 40 cm2인 관을 통하여 0.7 m/s의 평균 유속으로 흐를 때 질량 속도(mass velocity 또는 mass flux)는? ① 2.52 kg/s ② 25.2 kg/s ③ 63 kg/s․m 2 ④ 630 kg/s․m 2 문 17. 비압축성 유체(incompressible fluid)가 실린더 형태의 관 내부를 흘러갈 때 속도 분포식(velocity profile)이 다음과 같다. 이때 이 비압축성 유체의 평균 유속[ ]은?    max      (단, max는 관내에서의 최고 유속, 은 관 내부 반지름, 은 관의 중심으로부터의 거리를 나타낸다) ① 0.1  max ② 0.3  max ③ 0.5  max ④ 0.8  max 문 18. 간격이 10 mm인 두 평판 사이에 점도가 10 g/cm․sec인 뉴튼 (Newtonian)액체가 채워져 있다. 두 평판 중 아래의 평판을 고정 시키고 위의 평판을 3 m/sec의 속도로 이동 시킬 때 발생하는 전단응력[N/m2]은? ① 30 ② 150 ③ 300 ④ 450 문 19. 대형 개방 탱크의 바닥에 연결된 직경 6 cm인 관을 통하여 비중이 1.2인 유체를 배출시킨다. 탱크내부의 액면은 배출관 출구보다 3.2 m 높게 유지된다. 유체가 탱크 내부의 액면에서 시작하여 배출관 중앙을 통과하여 출구에 이르는 유선을 형성한다면 배출관 출구에서의 유체의 유속[m/s]은? (단, 유선 방향으로의 마찰은 무시하고, 중력가속도는 10 m/s2 로 가정한다) ① 5 ② 8 ③ 10 ④ 12 문 20. 이중관 열교환기에서 온수와 냉수를 향류로 접촉시켰더니 온수의 온도는 65 °C에서 25 °C로, 냉수의 온도는 20 °C에서 55°C로 변화 하였다. 총괄 열전달계수가 70 kcal/m2․hr․°C일때 단위면적당 열전달속도[kcal/m2․hr․°C]는? (단, ln 2 ＝ 0.70으로 계산한다) ① 175 ② 350 ③ 490 ④ 500