2019 지방직 9급 화학공학일반 문제 정답 - 2019.6.15.

 

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 2019년도 지방공무원 9급 등 공개경쟁임용 필기시험 화학공학일반 A 책형 1 쪽 화학공학일반 문 1. 파스칼(Pa)과 같은 압력 단위는? ① kg m․s 2 ② kg․m 2 s 2 ③ kg․m 2 s 3 ④ kg․m s 2 문 2. 다음 그래프는 등온 정압 조건에서 유체의 전단속도(shear rate)와 전단응력(shear stress)의 관계를 나타낸다. 4가지 유형(a ～d) 중 유사가소성 유체(pseudoplastic fluid)는? ① a ② b ③ c ④ d 문 3. 화학공장의 경제성 평가와 관련한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 감가상각(depreciation)은 자산의 원가를 내용연수 동안 합리적이고 체계적인 방법으로 배분하는 과정이다. ② 정액법은 매 회계기간에 동일한 금액을 상각하는 감가상각 방법이다. ③ 투자자본수익률(Return on Investment)은 초기 투자비용 대비 매년 지출하는 비용의 비율이다. ④ 운전비용은 장치를 운전하고 공정을 운영하는 데 들어가는 비용으로 원료비, 유지보수 비용 등을 포함한다. 문 4. 어느 한 온도에서 기체분자가 고체표면에 흡착될 때, 압력에 따른 흡착분율(fractional coverage)의 변화를 흡착 등온식(adsorption isotherm)이라 한다. 다음 가정에 의해 얻어진 흡착 등온식은? ○ 표면이 단분자층으로 덮이면 더 이상 흡착되지 않는다. ○ 모든 흡착 자리는 동등하고 표면은 균일하다. ○ 흡착된 분자들 사이에는 어떠한 상호작용도 없으므로 분자의 어떠한 자리에 흡착되는 능력은 이웃 자리들의 점유와 무관하다. ① Langmuir 등온식 ② BET 등온식 ③ Temkin 등온식 ④ Freundlich 등온식 문 5. 글루코오스(C6H12O6) 1몰의 완전연소 반응에 필요한 산소(O2)의 몰수와 생성되는 이산화탄소(CO2)의 몰수[mol]는? O2 CO2 ① 3 3 ② 3 6 ③ 6 3 ④ 6 6 문 6. 비압축성 뉴튼 유체(Newtonian fluid)에 적용되는 나비에－스토크스 (Navier-Stokes) 식에 포함되지 않는 항은? ① 위치에 따른 압력 변화 ② 시간에 따른 전단응력 변화 ③ 유체에 가해지는 중력 ④ 시간에 따른 운동량 변화 문 7. 다음은 어떤 화력발전소에서 배출하는 배기가스 성분의 몰 조성 [mol %]이다. 질소(N2) : 이산화탄소(CO2) : 수분(H2O) ＝ 80 : 10 : 10 이를 질량 조성으로 환산하였을 때 혼합가스 중 이산화탄소의 함량[wt %]은? (단, 결과는 소수 둘째 자리에서 반올림하며, H, C, N, O의 원자량은 각각 1, 12, 14, 16이다) ① 13.4 ② 14.4 ③ 15.4 ④ 16.4 문 8. 다음 설명 중 옳은 것만을 모두 고르면? ㄱ. 증발(evaporation)은 용액에 혼합기체를 통과시켜 기체 속의 특정 성분을 액체 속으로 이동시켜 분리하는 조작이다. ㄴ. 증류(distillation)는 혼합용액을 구성하는 성분들의 끓는점 차이를 이용하여 분리하는 조작이다. ㄷ. 액체－액체 추출(liquid-liquid extraction)은 액체 혼합물에 용매를 가하여 원하는 성분을 선택적으로 분리하는 조작이다. ㄹ. 흡착(adsorption)은 다공질 막을 이용하여 용액으로부터 저분자량의 용질이 농도가 낮은 영역으로 확산되도록 하여 선택적으로 분리하는 조작이다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄴ, ㄹ 문 9. 동점도(kinematic viscosity)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 점도(μ)를 밀도(ρ)로 나눈 값( μ ρ )을 동점도라 한다. ② 동점도는 (길이) 2 시간 의 단위를 가진다. ③ 동점도의 단위는 물질확산계수(diffusivity)의 단위와 일치한다. ④ 동점도의 단위는 열전달계수(heat transfer coefficient)의 단위와 일치한다. 문 10. 어떤 비압축성 액체가 단면적이 일정한 수평 원관을 흐를 때, 레이놀즈(Reynolds) 수에 따른 유체의 압력강하( ∆ )와 유속 ()의 관계는 다음과 같다. 레이놀즈 수(Re) 압력강하와 유속과의 관계 Re < 2,100  ∆ ∝ 2,500 < Re < 106  ∆ ∝  Re > 106  ∆ ∝  지름이 10 cm인 수평 원관을 밀도 0.85 g․cm－3인 액체가 5 cm․s－1의 속도로 흐르며, 액체의 점도가 5 cP이다. 이때, 부피유속을 두 배로 증가시키면 압력강하는 몇 배가 되겠는가? (단, 은 배관의 길이, 1 cP＝0.001 Pa․s 이다) ① 2.0 ② 3.5 ③ 4.0 ④ 4.5 문 11. 수증기와 질소가 혼합된 가스와 액체상태의 물이 기액평형 상태에 있을 때 자유도는? ① 0 ② 1 ③ 2 ④ 3 2019년도 지방공무원 9급 등 공개경쟁임용 필기시험 화학공학일반 A 책형 2 쪽 문 12. 정상상태의 플러그 흐름 반응기(plug flow reactor)에서 반응기 내로 유입되는 시간당 반응물 의 몰수를 라 하고, 반응기 부피를 로 할 때,   의 값을 반응물 의 반응속도(rA)와 전화율(XA) 그래프에서 면적으로 구할 수 있다.   을 나타낸 면적으로 옳은 것은? ① ② ③ ④ 문 13. 냉동(refrigeration)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 증기－압축 냉동에서 증발기의 압력은 대기압보다 높아야 한다. ② 증기－압축 냉동에서 증발기로부터 나오는 증기상태의 냉매는 비휘발성인 용매(흡수제)에 의해 흡수된다. ③ Carnot 냉동기의 성능계수는 냉매와 무관하다. ④ 냉동기는 저온부에서 고온부로 열을 이동시키는 장치이다. 문 14. 이중관 열교환기에서 유체 A가 질량유속 10,000 lb․h－1로 흐르며 200 °F에서 140 °F로 냉각된다. 이때 냉각에 사용된 유체 B는 주입온도 50 °F에서 질량유속 5,000 lb·h－1으로 병류(cocurrent flow) 공급된다. 이 경우 로그평균 온도차(LMTD: logarithmic mean temperature difference)는 몇 °F인가? (단, A와 B의 비열은 각각 0.5 Btu․lb－1․°F －1와 1.2 Btu․lb－1․°F －1이며, ln2＝0.7, ln3＝1.1, ln5 ＝ 1.6으로 계산한다. 결과는 소수 첫째 자리에서 반올림한다) ① 55 ② 65 ③ 75 ④ 85 문 15. 어느 다공성 고체의 공극률이 0.5이고 진밀도가 2.0 g․cm－3일 때, 겉보기 밀도[g․cm－3]는? (단, 겉보기 밀도 ＝ 고체질량 전체부피 , 진밀도 ＝ 고체질량 고체만의 부피 ) ① 0.5 ② 1.0 ③ 1.5 ④ 2.0 문 16. 열용량(heat capacity)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, R은 보편 기체상수이다) ① 열용량은 어떤 물질의 온도를 1 °C 올리는 데 필요한 에너지의 양이다. ② 열용량은 세기성질(intensive property)이다. ③ 이상기체의 정압 몰 열용량(constant-pressure molar heat capacity, CP)과 정적 몰 열용량(constant-volume molar heat capacity, CV)의 차(CP － CV)는 R이다. ④ 어떤 물질 1g의 열용량을 비열(specific heat capacity)이라고 한다. 문 17. 지름 1 m인 개방된 물탱크에 높이 4 m만큼 물을 채운 후, 바닥에 연결된 지름 1 cm인 원관 배출구의 밸브를 열어 물을 배출한다. 배출되는 물의 부피유속이 초기 부피유속의 절반이 되었을 때 물탱크의 수위[m]는? (단, 배출관에서 마찰 손실은 무시한다) ① 0.5 ② 1 ③ 2 ④ 3 문 18. 촉매의 기공을 통한 기체확산에서 다음과 같이 정의되는 무차원 수는? 확산하는 화학종의 평균 자유경로 기공지름 ① Grashof 수 ② Prandtl 수 ③ Schmidt 수 ④ Knudsen 수 문 19. 블록 선도(block diagram)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 실제 공정의 각 요소들을 기능에 따라 블록으로 나타내고, 블록 간의 관계를 선으로 연결하여 공정을 표현한다. ② 엔지니어링 설계의 문서화에 있어 표준도구로 사용되고 펌프 및 압축기 같은 필요한 보조장치 및 모든 주요 처리 조업장치를 포함하며 파이프 라인의 크기, 재질 등을 기록한다. ③ 공정 흐름도(PFD: process flow diagram)에서 사용한 것과 동일한 번호와 문자로 각 흐름과 장치를 표기할 뿐만 아니라 수증기, 고압공기 등의 유틸리티 라인들과 장치명, 계측기 등을 도면에 포함한다. ④ 장비, 배관, 밸브 및 이음의 정보와 물질사양, 제어라인들을 도면에 나타내어 배관 계장도(P&ID: piping and instrument diagram) 보다 상세한 공정의 정보를 제공한다. 문 20. 순수한 A물질과 B물질로 구성된 혼합 용액이 기액평형을 이루고 있다. 80 °C에서 순수한 A물질과 B물질의 증기압은 각각 700 mmHg와 300 mmHg이다. 80 °C에서 A물질의 액상 몰 분율이 0.3일 때 혼합용액의 증기압[mmHg]은? (단, 용액은 라울의 법칙 (Raoult’s law)을 따른다) ① 210 ② 360 ③ 420 ④ 540