화학공학일반-가정답(2018-04-15 / 229.3KB / 904회)
화학공학일반-다정답(2018-04-15 / 229.2KB / 165회)
2018 국가직 9급 화학공학 해설 이병관 (2018-04-15 / 226.0KB / 1,357회)
화학공학일반 가 책형 1 쪽 화학공학일반 문 1. 온도차이 ∆T, 열전도도 k, 두께 x, 열전달 면적 A인 평면벽을 통한 1차원 정상상태 열흐름 속도는 Q이다. 벽의 열전도도 k가 4배 증가하고 두께 x가 2배 증가할 때, 열흐름 속도는? ① Q ② Q ③ Q ④ Q 문 2. 회전펌프(rotary pump)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 운전 속도가 한정되어 있다. ② 운동 부분과 고정 부분이 밀착되어 있다. ③ 배출 공간에서 흡입 공간으로 역류가 적다. ④ 피스톤 양쪽에서 교대로 액체를 끌어들인다. 문 3. 상부가 개방되고 바닥에 배출구가 있는 탱크에 물이 높이 h만큼 채워져 유지된다. 탱크의 배출구를 통한 물의 배출 속도는? (단, 모든 마찰 손실은 무시하고, 배출 중 물의 높이 h는 일정하며, g는 중력가속도이다) ① gh ② gh ③ gh ④ gh 문 4. 2성분계 기체 확산계수(diffusion coefficient)에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고른 것은? (단, 이상기체이며 반응성이 없다) ㄱ. 온도가 일정할 때 압력이 높아지면, 확산계수는 커진다. ㄴ. 분자량이 크면, 확산계수는 작아진다. ㄷ. 압력이 일정할 때 온도가 높아지면, 확산계수는 커진다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 5. 넓은 평판 표면에서 표면 위의 유체로 대류 열전달이 발생하고 있다. 이때 열흐름 속도를 높이는 방법으로 옳은 것은? ① 평판 표면에 핀(fin) 등 확장표면 장치를 설치한다. ② 유체의 흐름 속도를 낮춘다. ③ 평판 표면에 열저항이 큰 또 다른 평판을 올려놓는다. ④ 유체의 온도와 평판 표면의 온도 차이를 줄인다. 문 6. 부피가 V[L]인 용액 내에 분자량이 MA[g/mol]인 용질 A가 n몰 용해되어 있다. 이 용액이 부피유속 120 L/min으로 흐를 때, A의 질량유속[g/h]은? ① 120 nMA ② 120 nMA/V ③ 7,200 nMA ④ 7,200 nMA/V 문 7. 원형관 내 공기의 유속을 측정하기 위해 설치한 피토관의 압력차가 128 Pa일 때, 공기의 유속[m/s]은? (단, 공기의 밀도는 1 kg/m3이며 비압축성 흐름으로 가정하고, 마찰손실은 없다) ① 16 ② 32 ③ 64 ④ 128 문 8. 고체 입자층을 통과하는 유체의 속도가 증가하면 고체 입자층의 유동화 현상이 발생하게 된다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 유동화된 고체 입자층의 압력 강하는 유체 속도가 빨라져도 일정하다. ② 유동화된 고체 입자층의 높이는 유체 속도가 빨라짐에 따라 증가한다. ③ 최소 유동화 속도는 입자의 크기에 영향을 받지 않는다. ④ 최소 유동화 속도는 입자의 밀도에 영향을 받는다. 문 9. 다음 그림은 초기에 온도가 T0로 균일한 무한 평판의 단면이다. 평판의 양쪽 측면을 급격히 가열하여 표면온도를 TS로 유지하면 평판 내부에서 비정상상태 열전도가 진행된다. 평판의 중심선 온도(Tc)가 가장 빨리 상승하는 평판의 열전도도 k[W/m․K]와 비열 cp [J/kg․K]는? (단, 평판의 밀도는 일정하다) 2s TS TS T0 s (TS > T0) 열흐름 Tc 열흐름 k cp ① 1 500 ② 1 1,000 ③ 5 500 ④ 5 1,000 문 10. 어떤 유기화합물 A는 C, H, O, N으로만 구성되어 있다. A의 원소분석 결과, 이 중 C, H, N의 질량 분율은 각각 0.42, 0.06, 0.28이다. A의 가능한 분자량[g/mol]은? (단, C, H, O, N의 원자량은 각각 12, 1, 16, 14이다) ① 200 ② 250 ③ 300 ④ 350 문 11. 비압축성 유체가 다음 그림과 같이 원형관 내에서 x축 방향으로 흐른다. 이때 직경이 4 cm인 원형관에서 평균속도가 일 때, 직경이 8 cm인 원형관에서의 평균 속도는? (단, 흐름은 정상상태이다) 4 cm r x 8 cm ① ② ③ ④ 화학공학일반 가 책형 2 쪽 문 12. 필터로 덮인 판 사이의 공간에 슬러리를 가압 주입하여 고체 케이크와 액체로 분리하는 비연속 가압 여과기는? ① 수평 벨트 여과기(horizontal belt filter) ② 원심 여과기(centrifugal filter) ③ 회전 드럼 여과기(rotary drum filter) ④ 여과 프레스(filter press) 문 13. 단면적이 0.1 m 2인 원형관을 통해 비압축성 뉴턴 유체(Newtonian fluid)가 층류로 흐른다. 유체의 부피 유속이 0.04 m 3/s일 때, 원형관 중심에서 유체의 유속[m/s]은? (단, 흐름은 정상상태 완전발달흐름이다) ① 0.2 ② 0.4 ③ 0.8 ④ 1.6 문 14. 어떤 고체 입자의 표면적이 8 mm2 , 부피가 1.8 mm3 , 상당지름이 1.5 mm일 때 구형도(sphericity)는? (단, 상당지름은 고체 입자와 같은 부피의 구 지름이다) ① 0.3 ② 0.6 ③ 0.7 ④ 0.9 문 15. 효소촉매를 이용한 → 반응의 반응속도식은 로 표현된다. A의 농도(CA)와 반응속도와의 관계에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 효소의 초기농도( ), 와 은 상수로 가정한다) ① ≪ 이면, ∝ 이다. ② ≪ 이면, ∝이다. ③ ≫ 이면, ∝ 이다. ④ ≫ 이면, ∝이다. 문 16. 향류(countercurrent flow) 이중관 열교환기 내에서 알코올과 물 사이에 열이동이 일어난다. 알코올은 60 °C로 주입되어 30 °C로 배출되고, 물은 16 °C로 주입되어 32 °C로 배출된다. 관을 통한 단위 면적당 열흐름 속도[W/m2]는? (단, 총괄 열전달 계수는 600 W/m2․°C이고, ln 2 = 0.7이다) ① 12,000 ② 14,000 ③ 16,000 ④ 18,000 문 17. 헥세인(hexane)과 헵테인(heptane)의 2성분 혼합물이 기액 평형을 이루고 있다. 기상에서 헥세인과 헵테인의 몰분율이 각각 0.5일 때, 액상에서 헥세인의 몰분율은? (단, 혼합물은 라울(Raoult)의 법칙을 따르며, 기액 평형상태 온도에서 헥세인과 헵테인의 증기압은 각각 2 bar, 1 bar이다) ① ② ③ ④ 문 18. 기체 흡수탑에서 A가 기상으로부터 액상으로 흡수된다. A의 액상 몰분율(x)이 0.1이고 기상 몰분율(y)이 0.2일 때, 기액 계면에서의 A의 조성(xi, yi)은? (단, 기체흡수는 이중경막론을 따르고, 액상 개별 물질전달 계수()는 기상 개별 물질전달 계수()의 두 배이다. 기액 계면에서 액상 몰분율(xi)과 기상 몰분율(yi)의 평형관계는 yi = 0.5xi이다) ① (0.12, 0.06) ② (0.16, 0.08) ③ (0.28, 0.14) ④ (0.40, 0.20) 문 19. A와 B로 구성된 2성분 기체 혼합물이 있다. A의 질량조성은 80 %이고, A와 B의 분자량[g/mol]은 각각 40과 10이다. 이 기체 혼합물의 평균 분자량은? ① 25 ② 30 ③ 35 ④ 40 문 20. 기체 A가 지점 1에서 떨어진 지점 2로 확산하고 있다. 지점 2의 촉매 표면에서 화학반응(A ⟶ B)이 순간반응(instantaneous reaction)으로 진행되어 A는 모두 반응한다. 생성된 기체 B는 지점 2에서 지점 1로 확산한다. 이때, 기체 A의 몰플럭스는? (단, 정상상태이며 등온이다. 모든 기체는 x방향으로만 확산한다. 확산계수는 이고, x = 0에서 A의 농도는 이다) 지점1 지점2 정체기체막 (stagnant gas film) B A A → B 촉매 표면 x = 0 x ① ② ③ ④