2019 서울시 9급 화학공학일반 문제 정답 - 2019.6.15.

 

화학공학일반_9급_A형정답(2021-05-19 / 295.0KB / 331회)

 

 화학공학일반(9급) A책형 1/2쪽 1. 1 bar, 100℃의 액상의 물이 같은 온도에서 수증기로 상태의 변화가 있을 때 엔탈피[kJ/kg] 변화량으로 가장 가까운 값은? [단, 1 bar, 100℃ 물과 수증기의 포화 상태에서의 비 내부에너지(internal energy)는 각각 420kJ/kg, 2,500kJ/kg이며 수증기는 이상기체(=0.46J/g ․ K)로 간주한다.] ① 2,080 ② 2,252 ③ 2,126 ④ 2,034 2. 수소와 질소가 정상상태에서 각각 100mol/min의 같은 유량으로 와 같이 암모니아를 만드는 반응기에 공급된다. 반응기 밖으로 나오는 암모니아의 유량이 50mol/min이라면 반응기에서 배출되는 기체의 총 유량 [mol/min]은? (단, 조건 이외의 추가 유입물질과 유출 물질은 없다.) N2 + 3H2 → 2NH3 ① 200 ② 150 ③ 100 ④ 50 3. 열역학에서 상태 함수(state function)가 아닌 것은? ① 일 ② 엔탈피 ③ 엔트로피 ④ 내부에너지 4. 어떤 버너가 효율적인 완전 연소를 위해 50% 과잉공기로 운전하도록 설계되었다. 버너에 메탄(CH4)을 30L/min의 유량으로 공급한다면 공급해야할 공기의 유량[L/min]은? (단, 공기 중 산소의 농도는 20mol%로 가정한다.) ① 450 ② 300 ③ 90 ④ 60 5. 관 유동에서 Re(Reynolds number)가 1,600으로 계산 되었다. Fanning 마찰계수()의 값은? ①  = 0.000625 ②  = 0.0025 ③  = 0.005 ④  = 0.01 6. 2성분계 혼합물을 상압에서 정류하고자 한다. 비점에서 정류탑에 공급되는 혼합 용액 중 휘발성 성분의 조성이 60mol%이고, 최소환류비가 0.8로 주어질 때 탑상 제품 중 휘발성 성분의 조성()은? (단, 휘발성 성분의 상대 휘발도는 2로 일정하다.) ①  = 0.75 ②  = 0.81 ③  = 0.87 ④  = 0.93 7. 총압력 250kPa과 300K의 기체혼합물 1kmol에는 부피비로 20% CH4, 30% C2H6 그리고 50% N2를 포함하고 있다. 이들 기체의 절대속도는 모두 같은 방향 (방향)으로 각각 15m/s, -10m/s 그리고 -5m/s이다. 이 혼합기체의 몰평균 속도(molar average velocity)에 기준한 확산 플럭스  [mol/m2 ․ s]로 가장 옳은 것은? (단, 기체상수 =8.31J/mol ․ K이다.) ① 351 ② 301 ③ 251 ④ 201 8. 의 카르노(Carnot) 엔진 사이클의  선도를  선도로 바르게 나타낸 것은? ① ② ③ ④ 9. 전달함수가       로 주어지는 2차 제어시 스템의 비례상수(gain, ), 시간상수(time constant, )와 감쇠비(damping ratio, )는? ①     ,     ,     ②     ,     ,     ③     ,     ,     ④     ,     ,     10. McCabe-Thiele 법으로 증류탑을 설계할 때, 이 탑의 어떤 단에서 조작선의 식을 작도하였더니 와 같이  절편이     이었다. 이 조작선의 기울기 (slope)는? (단, 는 환류비이다.) ①     ②     ③    ④ 1 화학공학일반(9급) A책형 2/2쪽 11. 90℃에서 80mol% 벤젠과 20mol% 톨루엔이 혼합된 이상 용액이 기-액 평형에 있다고 할 때, 기상에서 톨루엔의 몰분율은? (단, 90℃에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 P* 벤젠 =900mmHg, P* 톨루엔=400mmHg 이다.) ① 0.1 ② 0.3 ③ 0.7 ④ 0.9 12. 뉴턴 유체(Newtonian fluid)가 단면적이 0.1m2 인 원통형 관을 통해 층류(laminar flow)로 흐르고 있다. 이 유체의 최대 유속(maximum velocity)이 6cm/s 일 때, 부피 유량[cm3 /s]은? ① 300 ② 600 ③ 3,000 ④ 6,000 13. 와 같은 특징을 갖는 피드백제어기는? ∙ 잔류편차(offset)를 0으로 만든다. ∙ 완만하고 긴 진동응답을 유발한다. ∙ 빠른 응답속도를 얻기 위해 비례이득()을 증가시키면 계는 더욱 진동하여 불안정해진다. ① 비례 제어기 ② 비례 - 적분 제어기 ③ 비례 - 미분 제어기 ④ 비례 - 적분 - 미분 제어기 14. Prandtl수(Pr)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은? ① Pr은 운동량확산계수에 대한 열확산계수의 비이다. ② Pr이 1보다 클 때 유체동역학적 층은 열경계 층보다 얇다. ③ 기체의 점도와 열확산계수는 온도에 따라 같은 율로 증가되기 때문에 기체의 Pr은 온도에 거의 무관하다. ④ 액상금속의 경우 기체나 액체에 비해 매우 높은 Pr을 갖는다. 15. 5질량(wt)%의 NaOH 수용액 100g을 20질량(wt)%의 수용액으로 만들려고 한다. 증발된 물의 양[mol]으로 가장 가까운 것은? (단, NaOH과 물의 몰질량은 각각 40g/mol과 18g/mol이다.) ① 75 ② 25 ③ 4.2 ④ 1.4 16. 기초반응(elementary reaction)인 A→B 반응을 연속 교반탱크반응기(CSTR)에서 진행하여 얻은 반응물 A의 전화율은 60%이다. 동일한 조건에서 같은 크기의 플러그흐름반응기(PFR)에서 진행할 경우, 반응물 A의 전화율은? (단,    =0.223으로 계산한다.) ① 22.3% ② 33.3% ③ 66.7% ④ 77.7% 17. 비중이 1이고 점도가 1cP인 물이 내부 지름 2cm의 관 속을 1m/s의 속도로 흐를 때 Re(Reynolds number)는? ① 2 ② 20 ③ 2,000 ④ 20,000 18. 열교환기에서 유체가 관다발에 직각으로 흐르는 흐름 형태는? ① 향류흐름 ② 교차흐름 ③ 병류흐름 ④ 다중통과흐름 19. 높이 2m, 지름 2m인 원통형 탱크에 깊이 1m까지 물이 차 있다. 탱크 위에 지름 cm의 관을 접속시켜서 평균 유속 m/s로 들여보낸다면 탱크를 채우는 데 걸리는 시간은? ① 314초 ② 31,400초 ③ 3,140초 ④ 10,000초 20. 각 성분의 생성 Gibbs에너지(∆  )가 와 같다면 298K에서 메탄가스(CH4)의 연소반응에 대한 반응 Gibbs에너지(reaction Gibbs energy, ∆  ) 및 이 반응의 자발성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은? CH4()+2O2() → CO2()+2H2O() 성분 CH4() O2() CO2() H2O() ∆  (kJ/mol) -51 0 -394 -237 ① ∆  =-817kJ/mol, 자발적인 반응 ② ∆  =-817kJ/mol, 비자발적인 반응 ③ ∆  =817kJ/mol, 자발적인 반응 ④ ∆  =817kJ/mol, 비자발적인 반응