2018 지방직 9급 화학공학일반 문제 해설 - 2018.5.19.

 

화학공학일반-B정답(2018-05-24 / 246.0KB / 1,041회)

 

화학공학일반-D정답(2018-05-24 / 246.0KB / 175회)

 

2018 지방직 9급 화학공학 해설 이병관 (2018-05-24 / 311.1KB / 1,547회)

 

 화학공학일반 B 책형 1 쪽 화학공학일반 문 1. 전압이 0.9 atm이고 수증기 분압이 0.18 atm인 공기의 절대습도 [kg H2O/kg dry air]는? (단, 수증기의 분자량은 18 g/mol이고 건조공기의 분자량은 30 g/mol로 가정한다) ① 0.12 ② 0.15 ③ 0.25 ④ 0.42 문 2. 반응 (가)와 (나)의 표준생성열(standard heat of formation)이 다음과 같을 때, 반응 (다)의 표준반응열(standard heat of reaction) [kcal/mol]은? (가) CsOg → COg,  °  －94.1 kcal/mol (나) Cs   Og → COg,  °  －26.4 kcal/mol (다) COg   Og → COg ① －41.3 ② －67.7 ③ 41.3 ④ 67.7 문 3. 휘발성의 차이를 이용하여 액체 혼합물의 각 성분을 분리하는 조작은? ① 추출 ② 흡수 ③ 흡착 ④ 증류 문 4. 대류에 의한 열전달에 해당하는 법칙은? ① Stefan-Boltzmann 법칙 ② Fourier의 법칙 ③ Fick의 법칙 ④ Newton의 냉각법칙 문 5. 두께가 500 mm인 벽돌 벽에서 단위면적(1 m 2)당 80 kcal/h의 열손실이 발생하고 있다. 벽 내면의 온도가 900 °C라 할 때, 벽 외면의 온도[°F]는? (단, 이 벽돌의 열전도도는 0.1 kcal/h․m․°C이다) ① 41 ② 122 ③ 932 ④ 9,032 문 6. 우리나라에서 8월에 측정된 복사체의 표면온도는 A °C였으며, 같은 해 12월에 측정된 복사체의 표면온도는 B °C였다. 동일한 복사체 표면에서 8월에 방출된 단위시간당 복사에너지는 12월의 몇 배인가? (단, 복사체의 복사율은 일정하다고 가정한다) ① A 2 B 2 ② A 4 B 4 ③ (A ＋ 273.15)2 (B ＋ 273.15)2 ④ (A ＋ 273.15)4 (B ＋ 273.15)4 문 7. 정류탑(rectification tower)이나 충전탑(packed column)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 정류탑을 실제 운전할 때 공장은 조업 유연성을 확보하기 위하여 최적환류비보다 더 큰 환류비로 조업하기도 한다. ② 정류탑에서 원료가 공급되는 단을 원료 공급단이라 하며, 저비점 성분은 윗단으로 올라갈수록 적어지고 아랫단으로 내려갈수록 많아진다. ③ 충전탑에서 액체가 한쪽으로만 흐르는 현상을 편류(channeling) 라고 하며, 충전탑의 기능을 저하시키는 요인이 된다. ④ 충전탑은 라시히 링(Raschig ring)과 같은 충전물을 채운 것으로서 이 충전물의 표면에서 기체와 액체의 접촉이 연속적으로 일어나도록 되어 있다. 문 8. 0.5 mm의 간격으로 놓여 있는 두 개의 평행한 판 사이에 점도가 1.0 × 10-3 N․s/m2인 뉴턴 유체(Newtonian fluid)가 채워져 있다. 위쪽 판을 2 m/s의 속도로 이동시킬 때, 전단응력[N/m2]은?  ＝ 2 m/s   ＝ 0.5 mm   ① 2 ② 4 ③ 6 ④ 8 문 9. 다음은 에테인(C2H6)으로부터 탄소(C)를 생산할 때 일어나는 반응이다. 수소(H2) 3 mol과 에틸렌(C2H4) 1 mol이 생성되었을 경우, 생산된 탄소의 질량[g]은? (단, C의 원자량은 12 g/mol이다) C2H6 2C ＋ 3H2 C2H4 ＋ H2 ① 12 ② 16 ③ 20 ④ 24 화학공학일반 B 책형 2 쪽 문 10. 이중관식 열교환기(double pipe heat exchanger)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 병류(parallel flow)의 경우, 두 관 액체 사이의 온도 차이가 입구에서는 작지만 출구로 갈수록 커진다. ② 열교환기를 설계하기 위해 두 관 액체 사이의 평균 온도 차이를 구하는 경우, 입구에서의 온도 차이와 출구에서의 온도 차이의 산술평균을 주로 사용한다. ③ 관의 길이가 길수록 전체 열 교환량은 감소한다. ④ 관을 통한 열 교환은 대류－전도－대류의 방식으로 이루어진다. 문 11.  ＋  →  로 주어진 반응의 반응속도[mol/L․s]식이 다음과 같을 때, 속도상수()의 단위는?        ① 1/s ② 1/mol․s ③ L/mol․s ④ L 2/mol2․s 문 12. 정류탑을 구성하는 요소장치가 아닌 것은? ① 재비기(reboiler) ② 응축기(condensor) ③ 단(stage) ④ 임펠러(impeller) 문 13. 내경 15 cm인 원형 도관을 흐르는 유체의 레이놀즈 수(Re)가 3,000일 때, 유체의 평균유속[m/s]은? (단, 유체의 밀도는 1,000 kg/m3이며, 유체의 점도는 1 cP이다) ① 0.02 ② 0.2 ③ 2 ④ 20 문 14. 100 °C의 금속 조각 0.5 kg을 물 1 kg이 들어 있는 비커에 넣었더니 물 온도가 18 °C에서 20 °C로 증가하였다. 금속 조각의 열용량[J/g․°C]은? (단, 비커는 완전히 단열되어 있고, 물과 금속 조각의 체적 변화는 없으며, 물의 열용량은 4 J/g․°C이다) ① 0.2 ② 0.4 ③ 0.6 ④ 0.8 문 15. 4 °C의 물이 10 mol/s의 몰유속(molar flow rate)으로 단면적이 10 cm2인 관을 흐르고 있다. 이 흐름이 플러그 흐름(plug flow)일 때, 관 중심에서의 유속[cm/s]은? (단, 물의 분자량은 18 g/mol이다) ① 18 ② 36 ③ 72 ④ 144 문 16. 분체의 체 분리(screening)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 입자 크기와 입자 밀도를 이용하여 입자를 분리하는 방법이다. ② Tyler 표준체의 어느 한 체의 개방공(screen opening) 면적은 그 다음 작은 체의 개방공 면적의 4배이다. ③ 메쉬(mesh) 숫자가 클수록 작은 입자를 분리할 수 있다. ④ 150 메쉬보다 미세한 체일수록 공업적으로 더 많이 사용된다. 문 17. 다음은 원형 도관에 유체가 흐를 때 마찰에 의한 압력손실을 나타내는 식이다. 는 압력손실, 는 마찰계수, 는 유체의 밀도, 는 평균유속, 는 도관의 길이, 는 도관의 직경일 때, 의 차원은? (단, M은 질량, L은 길이, T는 시간을 나타낸다)      ① 무차원 ② ML  ③ MT  ④ ML T  문 18. 흡수탑을 사용하여 성분(A)을 흡수할 때 기액 계면 근처에서의 농도구배는 그림 (가)와 같다. 이 그림에서 와 는 각각 벌크 액체와 벌크 기체의 몰분율이고, 와 는 각각 기액 계면에서 액체와 기체의 몰분율이다. A의 물질전달속도()는 총괄 물질전달 계수(, overall mass transfer coefficient)를 사용하여 식 (나)와 같이 나타낼 수 있다. 개별 물질전달계수(individual mass transfer coefficient)는 액상에서 0.2mol/m2․s이고 기상에서 0.1mol/m2․s라고 할 때, 총괄 물질전달저항( 1  )의 값[m2․s/mol]은? (단, 기체흡수는 이중경막론을 따르고,  ＝ 0.8 이며,   ＝ 0.8 이다)       기체 액체 (가) (나)  ＝ ( －   ) ① 14 ② 18 ③ 24 ④ 30 문 19. 앞먹임 제어(feedforward control)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 공정에 미치는 외부 교란변수의 영향을 미리 보정하는 제어이다. ② 외부 교란변수를 사전에 측정하여 제어에 이용한다. ③ 공정의 출력을 제어에 이용한다. ④ 제어루프는 감지기, 제어기, 가동장치를 포함한다. 문 20. 정류탑에서 공급원료의 상태는 공급원료 1몰 중 탈거부(stripping section)로 내려가는 액체의 몰수로 정의되는 q 인자를 사용해서 표시할 수 있다. 이 때 q 인자가 음수인 경우는? ① 차가운 액체를 공급할 경우 ② 포화증기를 공급할 경우 ③ 과열증기를 공급할 경우 ④ 포화액체를 공급할 경우