2015 서울시 7급 화공열역학 문제 정답 - 2015.6.13.

 

화공열역학_7급_A형정답(2021-04-25 / 232.9KB / 253회)

 

 - 9 - 1. 열() 및 일()에 대한 설명 중 옳은 것은? ① 열역학 제1법칙은 열과 일의 변환 관계를 나타낸다. ② 열은 계에서 외계로 전달될 때 +의 값을 가진다. ③ 열과 일은 공정의 경로에 관계없는 상태함수이다. ④ 열과 일은 서로 변환될 수 없다. 2. 아래의 계(system) 중에서 자유도가 다른 것은? ① 액체 물에 이산화탄소가 분산되어 있는 경우 ② 액체 물과 액체 톨루엔이 섞이지 않고 분리되어 있는 경우 ③ 기체 상태의 물과 액체 상태의 물이 상평형을 이루고 있는 경우 ④ 과열 증기 상태의 물 3. 닫힌계(closed system)에서 1.0몰의 이상기체가 =3.0kJ/mol로 주어지는 온도에서 가역 등온팽창을 하여 최종압력은 초기압력의 배로 감소하였다. 이 과정 에서의 출입되는 열의 양(kJ)은 얼마인가? (단, 는 자연 로그이다.) ① 0 ② 1.0 ③ 1.5 ④ 3.0 4. 일정량의 이상기체가 처음 부피  에서 등온 팽창하여 부피  로 되었다. 이 경우 내부에너지 변화량()과 엔탈피 변화량()이 올바르게 표시된 것은? ① =0, =0 ② =0, =+ ③ =, =+ ④ =-ln(  /  ), =-ln(  /  )+ 5. 닫힌계(closed system)에서 압력 200kPa, 부피 2m3 인 공기가 가역등압공정을 통해 부피가 4m3 로 팽창하였다. 팽창 중에 내부에너지가 200kJ만큼 증가하였다면 팽창에 필요한 열량은? ① 100kJ ② 200kJ ③ 400kJ ④ 600kJ 6. 닫힌계(closed system)에서 이상기체의 부피팽창률(Volume expansivity)을 올바르게 표현한 것은? ①  ②  ③  ④  7. van der Waals식(          )을 이용하여 계(system)에서 1몰에 대한 일()을 유도한 식으로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하다.) ①                        ②                        ③                        ④                        8. 비리얼 상태방정식은 아래와 같이 표현될 수 있다. =1++ + +…… 여기서, B, C, D…를 비리얼 상수라고 하는데, 이는 무엇의 함수인가? ① 온도 및 압력 ② 압력 ③ 온도 ④ 부피 9. 어떤 열기관에서 작동유체가 500K의 고열원( )으로부터 15kJ의 열량을 공급받아 250K의 저열원()에 12kJ의 열량을 방출할 때 이 사이클은? ① 가역이다. ② 비가역이다. ③ 카르노 사이클이다. ④ 위의 조건으로부터는 알 수 없다. 10. 물은 0.0℃와 100.0℃에서 상전이가 일어나기 때문에 등온에서 가역적으로 상변이를 진행시킬 수 있다. 100.0kJ의 열()을 (A) 0.0℃, 그리고 (B) 100.0℃인 물에 각각 등온 가역 과정으로 가할 경우 발생하는 엔트로피 변화량 ()은? ① A=366J/K, B=268J/K ② A=366J/K, B=168J/K ③ A=248J/K, B=268J/K ④ A=248J/K, B=168J/K Ⓐ - 10 - 11. 균질상의 일정한 온도에서 열역학적 엔트로피의 압력에 대한 도함수     를 나타낸 식은? (단, 는 부피팽창률 이고, 는 등온압축률이다.) ①   ②  ③   ④    12. 닫힌계(closed system)에서 어떤 기체의 거동은 다음 상태방정식으로 나타내어진다.     , 여기서 는 상수이다. 만약  가 상수라고 할 때 다음 중 옳은 것은? (단, γ=    이다.) ① 내부에너지()는 온도()만의 함수이다. ② 단열가역 공정일 때  는 일정하다. ③     는 압력의 함수이다. ④ γ는 온도의 함수이다. 13. 노즐과 관련된 설명 중 옳지 않은 것은? ① 아음속에서 초음속으로 속도를 변화시킬 수 있는 노즐은 축소 ․ 확대 노즐이다. ② 노즐의 흐름에서 가역단열인 경우가 비가역단열인 경우 보다 출구속도가 빠르다. ③ 노즐에서 단열팽창하였을 때, 비가역과정보다 가역과정 의 출구속도가 빠르다. ④ 축소 ․ 확대 노즐의 목(throat)에서의 유속은 음속 또는 초음속이다. 14. 아래와 같은 조건에서 랭킨 사이클의 효율은 얼마인가? ∙ 보일러 입구에서의 엔탈피(H1)=250kJ/kg ∙ 보일러 출구에서의 엔탈피(H2)=3500kJ/kg ∙ 터빈 출구에서의 엔탈피(H3)=2600kJ/kg ∙ 응축기 출구의 엔탈피(H4)=240kJ/kg ① 25.5% ② 27.4% ③ 31.6% ④ 38.1% 15. 가역 이상 냉동 사이클에서 고온체의 온도가 30℃, 저온체 의 온도가 5℃일 때 성적계수(coefficient of performance) 는? ① 0.17 ② 0.20 ③ 6.00 ④ 11.13 16. Raoult의 법칙이 유효하다고 가정하였을 때 아세토니트릴 (1)/니트로메탄(2) 계에 대하여 =0.6, =75℃에서 은 얼마인가? (단, 75℃에서 아세토니트릴과 니트로 메탄의 포화증기압은 83.21, 41.98kPa이고, 은 용액상의 몰분율, 은 기체상의 몰분율임) ① 0.3564 ② 0.4685 ③ 0.5418 ④ 0.7483 17. 닫힌계(closed system)에서 1몰의 이상기체가 온도를 일정하게 유지하면서 가역적으로 부피 에서 2으로 팽창 하였을 때, 깁스자유에너지(∆G)의 변화는 얼마인가? ①   ② 0 ③ -  ④ -  18. 상온에서 3.0몰의 수소기체(  )가 칸막이에 의해 동일한 부피로 나누어진 밀폐된 상자 한 쪽에 있고 다른 쪽은 1.0몰의 아르곤기체()가 있다. 칸막이를 제거하여 두 기체를 혼합 시킬 때   의 값은? (단, 두 기체는 이상기체로 간주한다.) ① -4ln2 ② -2ln2 ③ 2ln2 ④ 4ln2 19. 어떤 화학 반응이 온도에 관계없이 항상 자발적으로 진행될 수 있는 경우는? ① 0 & 0 ④ >0 & >0 20. 아래 반응이 진행되어 27℃에서 평형에 도달하였다면, 이 반응의 평형 상수()는? (단, 표준깁스에너지 변화량  =+24.9kJ/mol, 기체상수 =8.3J/K․ mol로 계산한다.) A(g) + B(s) ⇌ C(g) ①   ②   ③   ④  