2022 서울시 연구직 화학공학개론 문제 정답 - 2022.10.29.

 

화학공학개론_연구사정답(2022-10-29 / 1.72MB / 198회)

 

 화학공학개론(연구사) | A 책형 || 1/3쪽  1. 연료전지(fuel cell)는 수소가스(H)와 산소가스(0) 가  반응하여 전기와 물이 발생되는 원리로 작동한다. 수소 전극과 산소전극으로 구성된 연료전지에서 전해질이 알칼리성인 경우, 산소전극 쪽에서 일어나는 반쪽전지 반응(half-cell reaction)은? 1 So, + 2e + 2H+ → HO  5. 구형입자(반지름 R, 밀도 ps)가 정지된 유체(점도 ,  밀도 p)속으로 중력(중력가속도 g)에 의해 떨어지면서 일정한 속도(1) 에 도달하게 되었다. 1; 를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, 입자는 떨어지면서 부력과 저항력을 받으며, 저항력의 크기는 6muR에 정비례한다. 또한  입자는 회전하지 않고 떨어지며 Stokes' law를 따른다고 가정한다.) 1 = Rips-palue 2 0 = Pips -pgl/  0.  2 0, + 2e + HO → 20H 3 H +2OH → 2H,O+ 2e 4 H, → 2H++ 2e  3 c = f(pres/gle 4 2 = Pro- ps/gly  2. 반응물질 A가 연속으로 R과 S로 분해되는 비가역 1차  직렬반응이 보기)와 같다. kk 과 k 는 각각 A가 R로, R이 S로 분해될 때의 반응 속도 상수이다. A, R, S의 농도를 각각 CA. CR. CG라고 할 때, 시간 t에 대한 농도의 변화를 나타내는 식에 해당하지 않는 것은? (단, t=0에서 A 반응물의 농도는 CAO이고 R과 S는 존재하지 않는다.)  6. 밀도가 일정한 비압축성 유체가 , y, z축으로 구성된  3차원 공간 속을 흐르고 있을 때, 이 유체의 질량 보존  관계를 나타내는 연속방정식은? (단, 유체의 속도벡터장 | 0의 n, , z축 성분이 각각 u, 0, W이다.) in au Law 1 820 _ 。  (보기)  As = Acc,  쩨  0  ou 1 dw 180o 8  or  "  3  + SCR = A Cape  3. 물질 A와 B가 298K에서 수정된 라울의 법칙이 적용되는  기-액 평형상태에 있다. 298K, 20kPa에서 A의 액상 조성이 0.3이고 기상 조성이 0.4일 때 활동도 계수는? (단, 298K에서 A의 증기압은 40kPa이다.)  7. <보기>의 증류탑에서 물과 에탄올이 포함된 용액을  분리하고자 한다. 공급액(F), 탑위 증류액(D), 탑저 잔류액(B) 각각의 에탄올 조성은 Up, TD. TB이다. 탑위 증류액(D) 유량이 100mol/hr 이라면, 탑저 잔류액(B) 유량의 값[mol/hr]은?  <보기>  D(mol/hr) cp=0.75  F(mol/hr) Ur=0.15  4. 유체가 담긴 용기의 한쪽 벽이 유체보다 높은 온도를  갖는 외부에 노출될 경우, 용기 벽면에 접한 유체는 밀도가 낮아지면서 대류가 발생하게 된다. 이 경우 유체의 운동량 전달과 열전달량과의 관계를 나타내는 무차원수는? 1NR 2NE 3 Nr 4 Ne  B(mol/hr) Ng=0.05  1 100 3 600  2 400 4 700  화학공학개론(연구사) || A 책형 || 2/3쪽  8. 밀도가 일정한 공기가 <보기>와 같이 반지름이 1.5cm인 | 11. CSTR(continuous-stirred tank reactor) 반응기에서  파이프 내에서 완전 발달 흐름을 보이고 있다. 파이프의 <보기>와 같이 물질 A가 B로 비가역 기초반응을 통해 중심(r = 0)에서 축방향 속도(20)가 20cm/s일 때, 전환된다. 반응기의 부피(V)를 초기 유입 유량(%)으로 파이프의 벽면에서 정의되는 패닝마찰계수(Fanning friction 나눈 값인 공간시간(7)과 반응 속도 상수(k)의 곱이 factor, f)의 값은? (단, 공기의 동점도 v=1.5×10m/s | 1일 때 예상되는 반응 전환율(conversion)의 값은?  이다.)  (보기) <보기>  | A → B Au(r)  1 0.2 2 3 3 5 4 0.7 Ur=0=20cm/s  12. 10wt% KOH 수용액 100kg을 농축하여 50wt%  | KOH 수용액을 얻었다. 증발된 수분의 양[kg]은? 120 | 2  3 60 | 4 80  1 0.01  2 0.04  3 0.08  4 0.16  9. <보기>는 McCabe-Thiele법에 의한 증류탑 설계에서  조작선의 작도에 사용되는 도면이다. 공급원료가 액체와 증기의 혼합물이고 Q는 액체의 분율일 때, 원료 조건 중 포화증기 원료에 해당하는 원료공급선은? (단, Tr, Tan Xn, R)는 각각 액체의 공급 분율, 탑저 분율, 탑위 분율, 환류비이다.)  〈보기)  13. 반회분식 반응기(semi-batch reactor)에서 동시에 일어  나는 반응과 반응 속도식은 <보기>와 같다. 생성물 U에 대한 D의 선택도를 높이기 위한 방법으로 가장 좋은 것은? (단, k와 kj는 각 반응의 반응 속도 상수이다.)  보기 A+B → D, Tp = knCRCR H A + B → U, ru = kvCACG |  -  (CD, ID)  1/  1 A의 농도를 높게 유지 2 B의 농도를 높게 유지 3 A와 B의 농도를 둘 다 높게 유지 4 A와 B의 농도를 둘 다 낮게 유지  Arr, Ir)  | QLl+-d  TF1-4 1-  IF  =  /  (0,  'll)  14. 대기압에서 메탄올과 물의 혼합물이 그 증기와 기-액  평형을 이루고 있다. 기상의 조성은 메탄올 3.0mol, 수증기 1.0mol이고, 메탄올의 액상몰분율이 0.51 이라면 물에 대한 메탄올의 상대휘발도(relative volatility)의 값은? (단, 상대휘발도의 값은 소수점 셋째 자리에서 반올림한다.) 1 1.44 2 2.04 3 2.44 4 2.88  AX, Up)  MB  @ra  @  re  @rd  10. 액상 화합물 A가 액상 화합물 B로 전환되는 반응은  비가역 1차 반응으로 관형 반응기에서 일어난다. 초기 부피 유량()은 10L/min, 반응 속도 상수(k)는 0.2min 1 일 때 관형 반응기 출구에서 A의 농도가 입구 농도의 1/10이 되는 반응기 부피의 값[L]은? (단, InA = 2.3log A로 계산한다.) 1 100 2 115 3 120 4 150  15. 두께가 50mm인 유리벽이 있다. 안쪽 온도가 100°C,  바깥쪽 온도가 50°C일 때, 정상상태에서 표면 100m2로 부터 시간당 손실되는 열량의 값[W]은? (단, 유리의 열전도도는 온도에 상관없이 1W/mK로 일정하다고 가정한다.) 1 10,000  2 15,000 3 100,000  4 150,000  화학공학개론(연구사) || A 책형 || 3/3쪽  16. 물리량과 그 단위를 짝지은 것 중 가장 옳지 않은 것은?  1 압력 - kg mis 1 2 힘 - dyne 3 에너지 - cm3 Pa 4 일률 - Js1  17. 베르누이(Bernouli)식의 기본 가정으로 옳지 않은 것은? 11 정상상태  2 압축성 유체 3 포텐셜(potential) 흐름 4 비점성흐름  18. 원관 내 난류의 열전달에 적용하는 Peclet수에 해당하는  무차원군 곱의 정의는? 1 NEXN  N Re XN Nu 3 NG ANH  4 NG XNXNE  19. 분자 확산 속도에 관한 Fick의 제1법칙에서 확산계수 | (D)의 단위에 해당하는 것은?  20. 20°C에서 수증기의 포화 증기압이 25mmHg이고, 동일  온도에서 수증기의 분압이 10mmHg인 경우 상대습도의 값[%]은? 1 10  2 25 3 40  4 50  이 면은 여백 입니다.