2022 서울시 연구직 화공열역학 문제 정답 - 2022.10.29.

 

화공열역학_7급,연구사정답(2022-10-29 / 1.84MB / 153회)

 

 | 화공열역학(7급, 연구사) | A 책형 || 1/3쪽 |  1. 가역공정(reversible process)에 대한 설명으로 가장 옳은 | 6. 순수한 물질이 기체와 액체 상태로 평형을 이루고 있다.  것은?  이때, 이 물질의 포화증기압은 안토인(Antoine)식으로부터 1 외부조건의 미소한 변화에 의하여 그 방향이 반대로 얻을 수 있으며 보기>와 같다. 저압에서 액체 1mol이  | 될 수 없다.  기체상(phase)으로 상전이할 때 증발잠열의 값은? 2 일련의 평형상태를 거친다.  (단, 액체상의 부피는 기체상의 부피와 비교하여 무시 3 무한히 빠르게 진행된다.  가능하다. 기체는 이상기체로 가정하며, R은 기체상수 4 모든 공정으로부터 항상 최소 출력 일을 생성한다.  이다.)  보기  In Pant = 15-11 2. 이상기체로 가정한 64g의 산소를 0°C에서 100°C로  가열한다. 역학적으로 가역인 정적과정으로 가열할 때, 1 10R  2 15R 내부에너지의 변화량 AV의 값[kJ]은? (단, 이 온도 3 20R  4 30R 변화 구간에서는 열용량이 일정하다고 가정하며, 정압열용량은 20J/mol-K, 기체상수는 8J/mol-K, 산소의 분자량은 32g/mol로 가정한다.)  7. <보기>는 순수성분의 PV(pressure-volume) 선도와 11.2. 2 20 32.4 4 4.0  PT(pressure-temperature) 선도를 나타낸 것이다. 두 그림의 점 1, 2, 3, 4는 순수성분의 상(phase)의 상태를 나타낸다.  PV 선도 와 PT 선도 나의 점의 상의 상태가 같은 것을 3. 일정온도에서 피스톤 압축에 의해 실린더 내에 저장된  옳게 짝지은 것은? (단, 각 점들은 동일선상에 있다.) 이상기체의 외압을 서서히 감소시켜 초기 부피의 2배로  <보기> 할 때의 일(WA)과 외압을 급히 반으로 감소시켜 초기  가) P4  (4) PA 임계점  부피의 2배로 할 때의 일(  2  34 삼중점  (단, In 2 = 0.7로 계산한다.) 1 10  2 1.4 3  1.6  4  1.8  레 13  24  내 24  가 내 아 내 )  11 1 1 2 2 2 4. 온도 30°C, 압력 1bar의 이상기체 1mol이 있다. 이  3 3  3 4 4 이상기체를 마찰이 없는 피스톤과 실린더 내에서 PV1 = 상수, = 을의 관계가 유지되도록 압축한 다음, 300°C까지 등압 가열하여 온도 300°C, 압력 10bar의 | 8. 실린더에 450K의 이상기체 1mol이 들어있다. 이 이상기체가 상태가 될 때 내부에너지 변화량 AU의 값[J]은? (단, | 대기압(latm)이 유지되는 상태에서 대기온도인 300K으로 Cv=1.5R, Cp = 2.5R, R = 8J/mol-K, In 10 = 2.3으로 냉각되었을 때 전체 엔트로피 변화량[J/mol-K]은? (단, 계산한다.)  정압비열 값은 5R/2로 온도에 무관하며, 기체상수 R값은  1 2,160  2 3,240  8J/mol K이다. In 450 = 6.1, In 300 = 5.7로 계산한다.) 3 5,400  4 7,560  12 24 38 4 10  5. 물질 A와 B의 기액 상평형 혼합물이 300K, 2bar 조건에서  액체상의 몰분율 =0.2, Xp=0.8이고 기체상의 몰분율 JA = 0.4, 93=0.6이다. 만약, 액체상에서 물질 A의 활동도 계수가 1.2라면, 기체상에서의 물질 A의 퓨개시티 계수 값은? (단, 액체상이 이상 혼합물일 경우의 물질 A의 액체상 퓨개시티 값은 0.2bar이다.) 1 0.25 2 3 3 .5 4 0.6  9. 물질의 내부에너지(U, internal energy)에 포함되지 않는  것은? 1 분자들의 회전운동에 의한 운동에너지 2 분자들의 진동운동에 의한 운동에너지 3 분자간 반발력에 의한 측정 가능한 포텐셜 에너지 4 원자들을 이루는 전자들과 원자핵들 간의 상호작용에  의한 에너지  화공열역학(7급, 연구사) | A 책형 || 2/3쪽  10. 압축된 기체가 단열된 좁은 틈을 통과할 때 온도가 | 14. <보기>는 이상기체에 대한 카르노 사이클(Carnot  변하는 현상을 설명할 수 있는 이론으로 가장 옳은 cycle)의 PV 선도이다. 각 과정에 대한 설명으로 가장 것은?  옳은 것은? 1 역행 응축(Retrograde condensation) 2 루이스 란달 규칙(Lewis-Randall rule) 3 수정된 라울의 법칙(Modified Raoult's law) 4 줄-톰슨 효과(Joule-Thomson effect)  <보기>  Nel  \6  ial  |d  QC)  11. <보기〉 반응의 25°C에서의 표준 반응열[kJ/mol]은? |  (단, 7, 9, z는 미지의 반응 계수이며, NO2(g), NH(g), H2O(g)의 표준 생성열은 각각 30, -40, -240kJ/mol 이다.)  보기 | NO2(g) + y · NHs(g) → 2 · N2(g) + 12H2O(g)  a  b  c  d 1 가역, 등온 가역, 단열 가역, 등온 가역, 단열 2 가역, 단열 가역, 등온 가역, 단열 가역, 등은 3 비가역, 등온 비가역, 단열 비가역, 등온 비가역, 단열 4 비가역, 단열 비가역, 등온 비가역, 단열 비가역, 등온  1 -2,740 3 250  2 -250 4 2,740  15. 카르노 기관(Carmot engine)이 400K의 고온의 열원으로부터  500J의 열을 받아 일을 생산하고, 나머지의 열을 | 200K의 저온의 열원으로 버린다. 이때 저온의 열원의  엔트로피 변화량[J/K]은? 10.5  2 0.75 3 1.25  4 1.75  12. 단열된 컨테이너에 25°C의 물 2kg이 들어있다. 컨테이너에는  교반기가 설치되어 있고, 이 교반기는 자유 낙하하는 40kg의 추와 연결되어 작동한다. 추에 작용한 모든 일이 교반기를 통해 고스란히 물로 전달된다고 가정할 때, 물의 온도가 30°C에 도달하는 동안 추가 자유낙하한 거리의 값[m]은? (단, 물의 비열은 4J/g-C, 중력가속도는 10m/s이며, 공기의 저항은 무시한다.) 11  2 10 3 40  4 100  13. 이상기체 A가 단열압축기를 통해 1bar, 300K로부터  최종압력 32bar로 압축되는 공정이 있다. 등엔트로피 공정과 비교시 이 압축기의 효율이 80%일 때, 기체 A의  압축 후 최종 온도의 값[K]은? (단, C = 40J/mol-K | 이고 기체상수 R=8J/mol-K이다.)  1 540  2 600 3 650  4 675  16. 성분 1과 성분 2로 이루어진 혼합물이 기-액 평형을  이루고 있고, 계의 온도는 400K이다. 400K에서 성분 1과 성분 2의 증기압은 각각 75.0bar, 37.5bar이며, 공비조성이 arr =uri =0.3인 공비혼합물을 형성한다. 성분 1과 성분 2의  활동도 계수(activity coefficient) 1, % 에 대해 In 1 = Ads. In % = Az이 성립할 때, 상수 A의 값은? (단, 기체는 | 이상기체로 가정하며, In 0.5 = -0.7로 계산한다.) 1 -1.75  2 -0.35 3 0.35  4 1.75  화공열역학(7급, 연구사) A책형 || 3/3쪽  In PA  P=6bar [o초기 |  P=6bar  스로틀밸브  압축기  17. 온도와 압력이 300K, 100kPa인 조건에서 성분 1과 | 19. <보기>와 같은 냉각 사이클의 성능 계수(coefficient  성분 2의 두 화합물을 혼합할 때의 혼합열을 열량계로 of performance) 값은? 측정했다. 이때 엔탈피의 변화량(HP)과 성분 2의  <보기> 부분 과잉 엔탈피(HE)식은 <보기>와 같다. 1 = 0.1일 때, 성분 2의 부분 과잉 엔탈피의 값은? |  보기  • IFF = x107 (40x, + 207)  증발기  | T=-25°Cl IT=-25°C  • HG = HP - H  • -25°C에서 포화증기의 엔탈피 = 400kJ/kg  • 6bar에서 포화액체의 엔탈피 = 250kJ/kg 1 -0.001  2 -0.05  | · 단위 시간당 압축기 작동에 필요한 일=50,000kJ/h 3 0.02.  40.04.  • 냉각공정의 냉매 순환 속도 = 1,000kg/h |  12.  23 34  45  NN  18. 어떤 유체의 상거동에 대한 상태방정식이 Z=1-0유로 | 20, 외부온도가 300K인 곳에 어떤 용기가 보기〉와 같이  | 칸막이에 의해 같은 체적을 갖는 두 부분으로 나뉘어져 주어져 있을 때, 잔류 깁스에너지에 대한 표현식으로  있다. 한쪽 부분은 아보가드로(Avogadro)수 NA만큼의 옳은 것은? (단, 6는 상수이며, T는 일정하다.)  분자들이 있고 다른 쪽 부분에는 아무 분자도 없다고 1 - RT  가정한다. 칸막이가 제거되면 이상기체 분자들은 빠르게  확산하여 전체 부피에 걸쳐서 균일하게 분포되고 2°C 2 - 2 RT  만큼의 온도변화가 발생한다. 이 과정에서 발생하는 엔트로피 변화량[J/mol-K]은? (단, Cy=2x TLJ/mol-K], R=8.0J/mol-K, In 2 = 0.7로 계산한다.)  (보기)  (  +1) 1-}ar  0  ooo  oooo  2 5.6  1 7 38  4  9.6.  이 면은 여백 입니다.