2015 국가직 9급 화학공학일반 문제 정답 - 2015.4.18.

 

화학공학일반-사정답(2021-04-28 / 242.6KB / 243회)

 

 화학공학일반 사 책형 1 쪽 화학공학일반 문 1. 유도단위가 아닌 물리량으로만 묶인 것은? ① 광도, 평면각, 시간, 질량, 물질량 ② 길이, 밀도, 속도, 광도, 입체각 ③ 물질량, 온도, 전류, 힘, 비중 ④ 질량, 부피, 시간, 압력, 전류 문 2. 화학 공장의 경제성 평가 시 총 생산비용은 제조비용과 일반비용 으로 구성된다. 다음 중 제조비용에 해당하는 것은? ① 행정비 ② 예비비 ③ 연구개발비 ④ 공장임대료 문 3. 분쇄(crushing)의 목적으로 옳지 않은 것은? ① 고체의 혼합 효과를 높인다. ② 일정한 입도를 가지게 한다. ③ 고체의 표면적을 증가시킨다. ④ 분체의 화학적 조성을 변화시킨다. 문 4. 피드백 제어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① On-off 제어기는 간단한 공정에서 널리 이용된다. ② 외부교란을 측정하고 이 측정값을 이용하여 외부교란이 공정에 미칠 영향을 사전에 보정할 수 있다. ③ PID 제어기는 오차의 크기뿐만 아니라 오차가 변화하는 추세와 오차의 누적된 양까지도 감안하여 제어한다. ④ 정상상태에서 잔류편차가 존재한다는 것은 제어변수가 set point로 유지되고 있지 못함을 의미한다. 문 5. 연속식 반응기에 대한 설명으로 옳은 것으로만 묶인 것은? ㄱ. 보조장치가 필요없다. ㄴ. 생성물질의 품질관리가 쉽다. ㄷ. 시간에 따라 조성이 변하는 비정상상태로 시간이 독립 변수이다. ㄹ. 1차 비가역반응에서 전환율이 높을 경우 CSTR이 PFR에 비해 큰 반응기 부피와 긴 체류시간이 필요하다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄹ ④ ㄷ, ㄹ 문 6. A와 B의 액체혼합물에 관한 라울의 법칙(Raoult's Law)을 설명한 것으로 옳은 것만을 모두 고른 것은? ㄱ. 특정 온도에서 액체혼합물 중 A의 증기분압은 B의 증기분압과 항상 같다. ㄴ. A와 B의 분자 사이에 인력 변화가 없고 이상용액일 때 성립한다. ㄷ. B의 증기분압은 같은 온도에서 순수한 B의 증기압에 B의 몰분율을 곱한 것이다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 7. 증발 조작에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 거품을 제거하기 위하여 식물유 소포제인 황화피마자유 등을 소량 첨가한다. ② 수증기 가열장비 중 수직관식에는 바스켓형, 장관형, 표준형 등이 있다. ③ 용액의 비등시 생성되는 증기 중의 작은 액체 방울이 섞여 증기와 더불어 증발관 밖으로 배출되는 현상을 거품이라 한다. ④ 비휘발성의 용질을 포함한 용액을 가열하여 용매를 기화시켜 용액을 농축하는 조작을 증발이라 한다. 문 8. 증발관을 사용하여 고체 5 %를 함유하는 용액 1000 kg/hr를 8 %로 농축하려 할 때, 원액으로부터 증발시켜야 하는 용매의 양(kg/hr)은? (단, 고체의 손실은 없는 것으로 가정한다) ① 275 ② 375 ③ 625 ④ 725 문 9. 다음은 산화철(III)(Fe2O3)과 일산화탄소(CO)가 반응하여 철(Fe)과 이산화탄소(CO2)를 생성하는 반응식이다. 균형 맞춘 화학 반응식이 되기 위한 계수 a, b, c, d의 합은? a Fe2O3 ＋ b CO ⟶ c Fe ＋ d CO2 ① 8 ② 9 ③ 10 ④ 11 문 10. 발전소에서는 과열된 수증기로 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 만약 과열된 수증기의 온도가 750 K이고 터빈을 돌리고 난 후 최종적 으로 배출될 때 온도가 250 K이라면, 이 과정에서의 효율은? (단, 열손실은 없다고 가정하고, 효율은 소수점 이하 둘째 자리 에서 반올림한다) ① 33.3 % ② 50.0 % ③ 66.7 % ④ 75.5 % 화학공학일반 사 책형 2 쪽 문 11. 복사에 의해 열전달이 일어나고 있는 물체의 복사에너지 반사율이 0.4이고, 흡수율이 0.3이라면, 이 물체의 투과율은? ① 0.1 ② 0.3 ③ 0.7 ④ 1.0 문 12. 바다 수면의 기압이 1.04 kgf/cm 2일 때, 수면으로부터 바다 속 10 m 깊이의 절대압력(kgf/cm 2)은? (단, 바닷물의 밀도는 1.05 g/cm 3 이다) ① 1.04 ② 1.05 ③ 2.09 ④ 2.89 문 13. Fick의 확산 제1법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 2성분계 혼합물에서 각 성분의 확산 플럭스가 그 성분의 농도구배에 비례함을 설명한다. ② 각 분자는 직선 운동을 하나, 다른 분자와 충돌할 때 그 운동 방향이 무작위로 변경됨을 가정한다. ③ 분자확산에 적용하는 식으로, 각 분자가 무질서한 개별 운동에 의해 유체 속을 이동할 때 사용할 수 있다. ④ 용질이 고체 표면에 용해되어 균일 용액을 형성하는 고체의 확산에는 적용되지 않는다. 문 14. 유체와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은? ① 이상기체의 밀도는 절대온도와 기체의 분자량에 비례한다. ② 단위면적당 힘에 대한 예로는 압력과 전단응력이 있다. ③ 주어진 유체의 표면장력과 단위면적당 에너지는 동일한 수치 및 단위를 갖는다. ④ 임의의 점에서 고도에 따른 압력의 변화율은    ( : 압력,  : 고도,  : 밀도,  : 중력가속도)로 표현할 수 있다. 문 15. 다음과 같은 금속벽을 통한 열전달이 일어날 때 고온부의 온도 T1의 값은? (단, 열전도도는 20 kcal/m hr °C이고, 열손실량은 10,000 kcal/hr이다) T1 T2 ＝20 °C A ＝ 10 m 2 q l ＝ 2 m ① 60 °C ② 120 °C ③ 160 °C ④ 220 °C 문 16. 레이놀즈 수(NRe)는 층류와 난류를 구분할 수 있는 무차원의 값 이다. 내경 0.01 m의 관내를 평균유속 0.7 m/s로 진행하는 액체의 밀도가 100 kg/m3 , 점도가 0.1 P일 경우, 이 액체의 레이놀즈 수와 흐름은? ① 70, 층류 ② 70, 난류 ③ 7000, 난류 ④ 7000, 층류 문 17. 이중관식 열교환기에서 관 내부로는 120 °C의 오일이 들어가고 외부에는 20 °C의 물이 흐르면서 열교환을 하여 물은 75 °C로 데워져 나가고 오일의 온도는 85 °C로 내려간다. 병류(parallel flow)일 경우 대수평균 온도차는? (단, 열손실은 없다고 가정하며, ln  log 이고, 대수평균 온도차는 소수점 이하 둘째 자리 에서 반올림한다) ① 27.5 °C ② 32.5 °C ③ 35.0 °C ④ 39.1 °C 문 18. 침강 분리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 침강장치로는 Dorr 분급기, 연속식 침강 농축조, 원통형 원심 분리기 등이 있다. ② 최종 침강속도(terminal settling velocity)는 입자에 작용하는 힘과 유체로 인해 받는 저항이 평형을 이루어 등속 운동을 하는 속도이다. ③ 간섭침강은 입자가 인접한 입자와 실제로 충돌하지 않더라도 입자의 운동이 다른 인접한 입자의 영향이나 간섭을 받아 일어 나는 침강이다. ④ 저항계수(drag coefficient)는 침수 물체를 지나는 마찰 상수로, 속도두(velocity head)와 유체 밀도의 곱을 단위 면적당 총항력 으로 나눈 값이다. 문 19. 촉매 및 촉매 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 촉매 표면에 반응물이 물리흡착할 경우 흡착과정은 발열과정 이다. ② 촉매는 반응속도에는 영향을 주지만 반응평형에는 영향을 주지 않는다. ③ 촉매 표면에 반응물이 화학흡착할 경우 흡착력은 반데르발스 (van-der-Waals) 힘이다. ④ 촉매 활성점 위에서 물질이 비가역적으로 침적되는 비활성화 과정을 피독(poisoning)이라 한다. 문 20. 점도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 레이놀즈 수는 동점도(kinematic viscosity)에 비례한다. ② 동점도는 확산계수(diffusivity)와 차원이 같다. ③ 운동에너지를 열에너지로 만드는 유체의 능력이다. ④ 뉴턴 유체에서는 전단응력이 전단율에 비례하며, 그 비례 상수를 점도라고 한다.