2024 국가직 9급 화학공학일반 문제 정답 - 2024.3.23.

 

240323 국가 9급 화학공학일반-가정답(2024-03-23 / 246.4KB / 87회)

 

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 2024년도 국가공무원 9급 공채 필기시험 화학공학일반 책형 1쪽 화학공학일반 1. Mach 수()는 다음과 같이 정의된다. 아음속(subsonic) 영역에 해당하는 Mach 수는? (단, 는 유속, 는 유체가 흐르는 조건에서의 음속이다)     ① 0.5 ② 1.0 ③ 1.5 ④ 5.0 2. 충격관(impact tube)과 정압관(static tube)에 가해지는 압력차를 측정하여 관내 유체의 국부 유속을 측정하는 장치는? ① 로터미터(rotameter) ② 벤투리 미터(Venturi meter) ③ 피토관(Pitot tube) ④ 점도계(viscometer) 3. 유체의 에너지를 증가시키기 위한 장치가 아닌 것은? ① 펌프(pump) ② 체크 밸브(check valve) ③ 선풍기(fan) ④ 송풍기(blower) 4. 제조원가에 포함되지 않는 것은? ① 신기술 탐색 연구비 ② 제품 생산에 투입된 원료비 ③ 공장장의 노무비 ④ 공장 근로자의 노무비 5. 농도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 백만분율(parts per million)은 10-4 %와 같다. ② 노말농도(normality)는 용매 kg당 용질의 당량 수로 나타낸다. ③ 몰농도(molarity)는 용액 리터(L)당 용질의 몰 수로 나타내며, 온도에 따라 변한다. ④ 몰랄농도(molality)는 용매 kg당 용질의 몰 수로 나타내며, 온도에 따라 변하지 않는다. 6. 반지름이 10 m이고 밀도가 1.1 g cm-3인 구형 입자가 정지하고 있는 물 속에서 자유침강(free settling)할 때의 종말속도[cm s -1]는? (단, 구형 입자에는 부력, 항력, 중력만이 작용하며, 물의 밀도는 1.0 g cm-3 , 물의 점도는 0.001 Pa s, 중력가속도는 9 m s -2이다) ① 0.001 ② 0.002 ③ 0.004 ④ 0.008 7. Nusselt 수와 Prandtl 수의 정의에 공통으로 사용되는 물성은? ① 대류 열전달계수(heat transfer coefficient) ② 열전도도(thermal conductivity) ③ 점도(viscosity) ④ 비열용량(specific heat capacity) 8. 제작비용이 A인 1,000 L 용량의 반응기를 10,000 L 용량으로 스케일 업(scale-up) 한다면, 10,000 L 용량 반응기의 추정 제작비용은? (단, 스케일 업에 따른 반응기의 추정 제작비용은 6/10 인자 법칙 (six-tenths factor rule)을 따른다) ①  × A  ②  × A  ③   ×A ④  ×  × A 2024년도 국가공무원 9급 공채 필기시험 화학공학일반 책형 2쪽 9. 다음은 성분 A의 기체흡수에서 기－액 계면 근처의 몰분율을 나타낸 그림과 A의 물질전달속도()를 총괄 물질전달계수()로 나타낸 식이다. 계면으로의 물질전달속도는 계면으로부터의 물질전달속도와 같다. 액체 경막과 기체 경막의 물질전달계수는 각각 , 이고, A와 A는 각각 벌크 액체와 벌크 기체의 몰분율이며, A 와 A 는 각각 기－액 계면에서 액체와 기체의 몰분율이라고 할 때,   은? (단, 기체흡수는 이중경막론을 따르고, A  는 A와 평형을 이루는 기체의 몰분율이다)    A A   ①    A A  A A  ②    A A  A  A  ③  A  A  A A     ④  A  A  A  A     10. 그림과 같이 무한한 두 평행판 사이에서 완전히 발달된 층류로 흐르는 비압축성 뉴턴유체(Newtonian fluid)에 대해 a와 b 지점 간의 압력차 (a b)는? (단, 은 a와 b 지점 간의 판 길이, 는 유체의 평균 속도, 는 유체의 점도,  는 판 사이의 간격이고, 유체는 정상상태로 축 방향으로만 흐르며, 중력과 말단 영향(end effect)은 무시한다) ①   ②    ③   ④    11. 연속 분별 증류탑에서 최소 이론단수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 전환류(total reflux) 조건에서 최소 이론단수가 된다. ② 최소 이론단수는 상대휘발도(relative volatility)와 무관하다. ③ 최소 이론단수일 때 탑밑 제품(bottom product)의 유량은 0이다. ④ 최소 이론단수일 때 탑위 제품(overhead product)의 유량은 0이다. 12. 화학공정에서 사용되는 건조기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 단형 건조기(tray dryer)는 생산속도가 작을 때 유용하다. ② 박막 건조기(thin-film dryer)는 젖은 고체에서 용매를 회수하는 데 유용하다. ③ 이중 드럼 건조기(double-drum dryer)는 연마성 고체(abrasive solid) 슬러리를 건조하는 데 적합하다. ④ 스크린 컨베이어 건조기(screen-conveyor dryer)는 젖은 고체의 수분함량이 감소함에 따라 건조 조건이 상당히 바뀌어야 할 때 유용하다. 13. 그림과 같이 원형관으로 연결된 수압기에서 왼쪽 관 수면에 수직으로 작용하는 힘()이 40 N일 때, 오른쪽 관 수면에 수직으로 작용하는 힘()의 크기[N]는? (단, 과 는 관의 지름이고, 두 수면의 높이는 같다) ① 10 ② 20 ③ 30 ④ 40 2024년도 국가공무원 9급 공채 필기시험 화학공학일반 책형 3쪽 14. 성분 A와 B의 이성분계에서 Fick의 법칙으로 옳지 않은 것은? (단, A와 B는 각각 A와 B의 몰 플럭스(flux), A는 A의 질량 플럭스, AB와 BA는 각각 A와 B의 확산계수, ∇A와 ∇B는 각각 A와 B의 몰농도 구배, ∇A는 A의 몰분율 구배, ∇A는 A의 질량분율 구배이고, 는 전체 몰농도로서 일정하다) ① A  AB∇A ② A  AB∇A ③ B  BA∇B ④ A  AB∇A 15. 미국재료시험협회(ASTM) 규격에 따른 50 메시(mesh) 체의 단위 면적당 체눈(screen opening) 개수(N50)와 100 메시 체의 단위 면적당 체눈 개수(N100)의 비(N50 : N100)는? ① 1 : 4 ② 1 : 2 ③ 2 : 1 ④ 4 : 1 16. 298 K에서 각 반응의 표준 반응 엔탈피(∆  )가 다음과 같을 때, 298 K에서 CH  ＋ O → CO  ＋ HO 반응의 표준 반응 엔탈피[kJ]는? CH  → C ＋ H  ∆  ＝ 70 kJ C ＋O  → CO  ∆  ＝ －390 kJ H  ＋   O  → HO ∆  ＝ －240 kJ ① －940 ② －800 ③ －560 ④ 700 17. 성분 A와 B의 이성분계가 기－액 평형 상태에 있고, 이 온도에서 A의 증기압은 900 mmHg, B의 증기압은 400 mmHg이다. 전체 압력이 450 mmHg일 때, A의 액상 몰분율(A), A의 기상 몰분율 (A), B에 대한 A의 상대휘발도(AB)는? (단, A와 B의 혼합물은 라울(Raoult)의 법칙과 돌턴(Dalton)의 부분 압력 법칙을 따른다) A A AB ① 0.10 0.20 1.50 ② 0.10 0.20 2.25 ③ 0.20 0.40 1.50 ④ 0.20 0.40 2.25 18. 이중관 열교환기의 원형 내관의 안지름과 두께는 각각 20 mm, 5 mm 이다. 내관의 외부 표면적(outside surface area)을 기준으로 한 총괄 열전달계수()에 대한 내부 표면적(inside surface area)을 기준으로 한 총괄 열전달계수()의 비()는? (단, 이중관 열교환기에 리턴 밴드(return band)와 리턴 헤드(return head)는 없고, 원형관 에서만 정상상태의 열교환이 일어난다) ① 0.5 ② 0.8 ③ 1.5 ④ 2.0 19. 고체의 열전도도()가 온도()의 선형함수로서 다음과 같을 때, 과 의 온도 범위에서 평균 열전도도()는? (단, 와 는 상수이다)     ①        ②      ③        ④          20. 그림과 같이 두께()가 10 mm인 평면 유리 창문의 바깥 온도는 －10 °C, 방 안 온도는 20 °C로 유지되고 있다. 방 안의 열전달계수()는 10 W m -2 K -1이고, 바깥의 열전달계수()는 40 W m -2 K -1이다. 유리의 전도 열저항이 바깥의 대류 열저항보다는 크고 방 안의 대류 열저항보다는 작게 되는 유리의 열전도도()[W m -1 K -1]의 범위는? (단, 유리 두께 방향으로의 열전달만을 고려하고, 복사에너지는 무시한다) ① 0.01 <  < 0.05 ② 0.05 <  < 0.10 ③ 0.10 <  < 0.40 ④ 0.40 <  < 0.80