화공기사(구) 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

화공기사(구) 2016-03-06 필기 기출문제 해설

이 페이지는 화공기사(구) 2016-03-06 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

화공기사(구)
(2016-03-06 기출문제)

목록

1과목: 화공열역학

1. 이성분 혼합물에 대한 깁스 두헴(Gibbs-Duhem)식에 속하지 않는 것은? (단, 는 활성도계수(activity coefficient), μ는 화학퍼텐셜, x는 몰분율)

  3. x1dμ1+x2dμ2=0(const, T, P)
  4. μ1dx1+μdx2=0(const, T, P)
(정답률: 61%)
  • 깁스-두헴 식은 일정 온도와 압력에서 성분들의 화학 퍼텐셜 변화 사이의 관계를 나타내며, $\sum x_i d\mu_i = 0$의 형태를 가집니다.
    $\mu_1 dx_1 + \mu dx_2 = 0(const, T, P)$는
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. i 성분의 부분 몰 성질 i (partial molar property )을 옳게 나타낸 것은? (단, M ; 열역학적 용량변수의 단위 몰당의 값(예 : U, H, S, G 등을 표시함, ni ; i성분의 몰 수, nj : i 번째 성분 이외의 모든 몰수를 일정하게 유지한다는 것을 의미한다.)

(정답률: 74%)
  • 부분 몰 성질은 전체 열역학적 용량변수를 온도, 압력 및 다른 성분들의 몰수를 일정하게 유지한 상태에서 해당 성분의 몰수로 편미분하여 정의합니다.
    따라서 $\overline{M}_{i}$는 다음과 같이 나타냅니다.
    $$\overline{M}_{i} = [ \frac{\partial (nM)}{\partial n_{i}} ]_{T, P, n_{j}}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 기상 반응계에서 평형상수가 로 표시될 경우는? (단, vi는 성분 i의 양수론, 는 모든 화학종 i의 곱을 나타낸다.)

  1. 평형 혼합물이 이상기체와 같은 거동을 할 때
  2. 평형 혼합물이 이상용액과 같은 거동을 할 때
  3. 반응에 따른 몰수 변화가 없을 때
  4. 반응열이 온도에 관계없이 일정할 때
(정답률: 82%)
  • 기상 반응계에서 평형상수가 $K = P^{v} \prod_{i} (y_{i})^{v_{i}}$ (단, $$v = \sum v_{i}$$)로 표현되는 것은 성분들이 상호작용하지 않는 이상기체 거동을 한다고 가정했을 때의 식입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 열역학의 기초 사항에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 이상기체의 엔탈피는 온도만의 함수이다.
  2. 1기압에서 결정 상태에 있는 물질의 엔트로피는 0℃에서 0이다.
  3. 가역과정에서 계가 하는 일은 상태함수이다.
  4. 제2종 영구기관은 불가능하지만 제1종 영구기관은 가능하다.
(정답률: 79%)
  • 이상기체의 엔탈피 $H$는 내부 에너지 $U$와 마찬가지로 오직 온도 $T$에 의해서만 결정되는 함수입니다.

    오답 노트
    1기압에서 결정 상태에 있는 물질의 엔트로피는 $0\text{℃}$에서 $0$이다: 절대온도 $0\text{K}$($-273.15\text{℃}$)에서 $0$이 됩니다.
    가역과정에서 계가 하는 일은 상태함수이다: 일은 경로함수입니다.
    제2종 영구기관은 불가능하지만 제1종 영구기관은 가능하다: 두 기관 모두 열역학 법칙에 의해 불가능합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 평형(equilibrium)의 정의와 가장 거리가 먼 것은?

  1. △GTP=0
  2. 시간에 따른 열역학적 특성 변화가 없는 상태
  3. 정반응 속도와 역반응의 속도가 같다.
  4. ΔVmix=0
(정답률: 76%)
  • 열역학적 평형 상태에서는 깁스 자유 에너지 변화가 0($$\Delta G_{TP} = 0$$)이며, 시간에 따른 특성 변화가 없고, 정반응과 역반응의 속도가 동일합니다.

    오답 노트
    $\Delta V_{mix} = 0$: 이는 이상 용액의 조건이며, 일반적인 평형의 정의와는 거리가 멉니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 일정한 T, P에 있는 닫힌계가 평형상태에 도달하는 조건에 해당하는 것은?

  1. (dGt)T, P = 0
  2. (dGt)T, P ＞ 0
  3. (dGt)T, P ＜ 0
  4. (dGt)T, P = 1
(정답률: 84%)
  • 일정한 온도( $T$)와 압력($$P$$) 조건에서 닫힌계가 평형상태에 도달하면 깁스 자유 에너지의 변화량은 0이 됩니다.
    따라서 $(dG^{t})_{T,P} = 0$이 성립합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 액화공정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일정 압력 하에서 열교환에 의해 기체는 액화될 수 있다..
  2. 등엔탈피 팽창을 하는 조름공정(throttling process)에 의하여 기체를 액화시킬 수 있다.
  3. 기체는 터빈에서 등엔트로피 압축에 의하여 액화된다.
  4. 린데(Linde)공정과 클라우데(Claude)공정이 대표적인 액화 공정이다.
(정답률: 55%)
  • 기체는 터빈에서 등엔트로피 팽창(Expansion)을 통해 온도가 급격히 낮아지면서 액화되는 것이지, 압축(Compression)에 의해 액화되지 않습니다.

    오답 노트
    등엔트로피 압축: 온도가 상승하므로 액화가 아닌 가열 과정임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 실제기체가 이상기체에 가장 가까울 때의 조건은?

  1. 저압고온
  2. 저압저온
  3. 고압저온
  4. 고압고온
(정답률: 77%)
  • 실제 기체가 이상 기체처럼 행동하려면 분자 간의 상호작용(인력 및 반발력)과 분자 자체의 부피가 무시될 수 있어야 합니다. 분자 간 거리가 멀어지는 저압 상태와 분자의 운동 에너지가 커져 인력을 무시할 수 있는 고온 상태일 때 이상 기체에 가장 가까워집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 증기 터빈(steam turbin)에서 가장 많은 동력을 얻을 수 있는 공정은?

  1. 등온공정
  2. 등엔탈피공정
  3. 등엔트로피공정
  4. 정압공정
(정답률: 52%)
  • 증기 터빈에서 최대 동력을 얻기 위해서는 외부와의 열 교환이나 마찰 손실이 없는 이상적인 가역 단열 과정인 등엔트로피공정을 거쳐야 효율이 극대화됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 공비혼합물을 이루는 어느 이성분계혼합물이 있다. 일정한 온도에서 P-x 선도가 다음의 식으로 표시된다고 할 때 이 온도에서 이 혼합물의 공비점의 조성(X1)은?

  1. 0.35
  2. 0.45
  3. 0.60
  4. 0.75
(정답률: 59%)
  • 공비점에서는 압력 $P$가 조성 $x_1$에 대해 극값(최소 또는 최대)을 가지므로, 주어진 압력 식을 $x_1$에 대해 미분하여 0이 되는 지점을 찾습니다.
    주어진 식: 즉, $$P = 2x_1^2 - 3x_1 + 3$$
    ① [기본 공식] $\frac{dP}{dx_1} = 0$
    ② [숫자 대입] $4x_1 - 3 = 0$
    ③ [최종 결과] $x_1 = 0.75$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 실제 기체의 압력이 0에 접근할 때 잔류(residual) 특성에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하다.)

  1. 잔류 엔탈피는 무한대에 접근하고 잔류 엔트로피는 0에 접근한다.
  2. 잔류 엔탈피와 잔류 엔트로피 모두 무한대에 접근한다.
  3. 잔류 엔탈피와 잔류 엔트로피 모두 0에 접근한다.
  4. 잔류 엔탈피는 0에 접근하고 잔류 엔트로피는 무한대에 접근한다.
(정답률: 72%)
  • 잔류 특성(Residual property)은 실제 기체의 성질과 이상 기체의 성질의 차이를 나타냅니다.
    압력이 0에 접근하면 실제 기체는 분자 간 상호작용이 완전히 사라져 이상 기체와 동일한 상태가 되므로, 모든 잔류 특성 값은 0에 수렴하게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 그림과 같은 압력-엔탈피 선도(lnP 대 H)에서 엔탈피 변화(H2-H1)는 무엇에 해당하는가?

  1. 승화열
  2. 혼합열
  3. 증발열
  4. 용해열
(정답률: 83%)
  • 제시된 $\ln P$ 대 $H$ 선도에서 $H_1$은 액상(Liquid)의 엔탈피를, $H_2$는 기상(Gas)의 엔탈피를 나타냅니다.
    동일한 압력 조건에서 액체가 기체로 변할 때 필요한 엔탈피 변화($H_2 - H_1$ )는 증발열에 해당합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 다음 반응에서 초기 반응물의 농도가 각각 H2S 1mol, H2O 3mol의 비율로 주어진다. 이 화학반응이 평형에 도달할 경우 반응계의 자유도 수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 39%)
  • 깁스의 자유도 공식 $F = C + 2 - P - r$을 사용합니다. 여기서 $s$는 추가적인 제약 조건(몰 수 비율)을 의미합니다.
    성분 수 $C=4$ (H$_2$S, H$_2$O, H$_2$, SO$_2$), 상 수 $P=1$ (기상), 독립 반응 수 $r=1$, 제약 조건 $s=1$ (초기 농도 비율)입니다.
    ① [기본 공식] $F = C + 2 - P - r - s$
    ② [숫자 대입] $F = 4 + 2 - 1 - 1 - 1$
    ③ [최종 결과] $F = 3$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. A, B 성분의 이상용액에서 혼합에 의한 함수변화 값으로 틀린 것은? (단, xA, xB는 액상의 몰분율을 나타낸다.)

  1. △G = RT(xAlnxA+xBlnxB)
  2. △V = 0
  3. △H = ∞
(정답률: 76%)
  • 이상용액(Ideal Solution)은 성분 간의 상호작용이 동일하여 혼합 시 에너지 변화가 없는 용액입니다.
    따라서 혼합 엔탈피 변화( $\Delta H$)와 혼합 부피 변화($$\Delta V$$)는 모두 0이 되어야 합니다.

    오답 노트
    $\Delta H = \infty$: 이상용액의 혼합 엔탈피 변화는 0입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 25℃에서 정용열량계의 용기에서 벤젠을 태워 CO2와 액체인 물로 변화했을 때의 발열량이 780,090cal/mol이었다. 25℃에서의 표준연소열은? (단, 반응은 이며, 반응에 사용된 기체는 이상기체라 가정한다.)

  1. 약 -780,980 cal
  2. 약 -783,090 cal
  3. 약 -786,011 cal
  4. 약 -779,498 cal
(정답률: 63%)
  • 정용열량계에서 측정된 값은 정적열량($$q_v$$)이며, 표준연소열은 정압열량($$q_p$$)을 의미합니다. 두 값의 관계는 기체 생성물의 몰수 변화($$\Delta n$$)와 기체 상수($R$ )를 이용하여 계산합니다.
    반응식 $C_6H_6(l) + \frac{15}{2}O_2(g) \rightarrow 3H_2O(l) + 6CO_2(g)$에서 기체 몰수 변화는 $$\Delta n = 6 - 7.5 = -1.5$ mol 입니다.
    ① [기본 공식] $$q_p = q_v + Δ n RT$$
    ② [숫자 대입] $$q_p = -780,090 + (-1.5 × 1.987 × 298.15)$$
    ③ [최종 결과] $$q_p = -780,980$$ cal
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 그림과 같이 계가 일을 할 때 이 계의 효율을 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 75%)
  • 열기관의 효율은 공급된 총 열량($Q_{H}$) 대비 계가 외부에 한 일($W$)의 비율로 정의합니다.
    $$\text{효율 } \eta = \frac{\text{한 일}}{\text{공급된 열}}$$
    $$\eta = \frac{|W|}{Q_{H}}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 20℃, 1atm에서 아세톤의 부피팽창계수 β는 1.487×10-3℃-1, 등온압축계수 K는 62×10-6atm-1이다. 아세톤을 정적 하에서 20℃, 1atm으로부터 30℃까지 가열하였을 때 압력은 약 몇 atm인가? (단, β와 K의 값은 항상 일정하다고 가정한다.)

  1. 12.1
  2. 24.1
  3. 121
  4. 241
(정답률: 65%)
  • 정적 과정($dV=0$)에서 온도 변화에 따른 압력 변화는 부피팽창계수 $\beta$와 등온압축계수 $K$의 비로 결정됩니다. 압력 변화량 $\Delta P$는 $\Delta P = \frac{\beta}{K} \Delta T$ 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta P = \frac{\beta}{K} \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\Delta P = \frac{1.487 \times 10^{-3}}{62 \times 10^{-6}} \times (30 - 20)$
    ③ [최종 결과] $\Delta P = 240$
    최종 압력 $P = P_{0} + \Delta P = 1 + 240 = 241$ atm
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 2성분 혼합물이 액체-액체 상평형을 이루고 있는 α상과 β상이 있을 때 액체-액체 상평형 계산에 사용되는 관계식에 해당하는 것은? (단, x1은 성분 1의 조성, 는 활동도계수, 는 성분 1의 증기압, H1은 성분1의 헨리상수, 은 성분 1의 퓨개시티 계수이다.)

(정답률: 57%)
  • 액체-액체 상평형 상태에서는 두 상($\alpha, \beta$)에서 각 성분의 화학 퍼텐셜이 같아야 하며, 이는 곧 각 상에서의 퓨개시티가 동일함을 의미합니다. 활동도계수 $\gamma$를 이용한 퓨개시티 표현식을 통해 성분 1에 대한 평형 조건을 세우면 다음과 같습니다.
    $$x_{1}^{\alpha} \gamma_{1}^{\alpha} = x_{1}^{\beta} \gamma_{1}^{\beta}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 비리얼(Virial))식으로부터 유도된 옳은 식은? (단, B = 제2비리얼계수, Z = 압축계수)

(정답률: 61%)
  • 비리얼 상태 방정식에서 제2비리얼계수 $B$까지 고려하면 $Z = 1 + \frac{B}{V}$가 성립합니다. 여기서 $V$를 압력 $P$에 관한 식으로 변환하고 $B$에 대해 정리하면 다음과 같은 관계식이 유도됩니다.
    $$\text{비리얼 식: } Z = 1 + \frac{BP}{RT}$$
    $$\text{B에 대한 정리: } B = \frac{RT(Z-1)}{P}$$
    $$\text{극한값 적용: } B = RT \lim_{P \to 0} ( \frac{Z-1}{P} )$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. Carnot 순환으로 작동되는 어떤 가역 열기관이 500℃에서 1000cal의 열을 받아 일을 생산하고 나머지의 열을 100℃에서 배출한다. 가역 열기관이 하는 일은?

  1. 417cal
  2. 517cal
  3. 373cal
  4. 773cal
(정답률: 70%)
  • 카르노 열기관의 효율은 고온부와 저온부의 절대온도($K$) 비로 결정되며, 이때 효율은 공급된 열량 대비 한 일의 양과 같습니다.
    ① [기본 공식] $W = Q_H \times \frac{T_H - T_L}{T_H}$
    ② [숫자 대입] $W = 1000 \times \frac{773 - 373}{773}$
    ③ [최종 결과] $W = 517 \text{ cal}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2과목: 단위조작 및 화학공업양론

21. 용해도에 영향을 미치는 조건에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 온도증가는 기체의 용해도를 감소시킨다.
  2. 온도증가는 고체, 액체의 용해도를 증가시킨다.
  3. 압력은 고체, 액체, 기체의 용해도에 크게 영향을 미친다.
  4. 분자구조에 따라서 극성은 극성을, 비극성은 비극성을 녹인다.
(정답률: 64%)
  • 압력은 기체의 용해도에는 큰 영향을 미치지만(헨리의 법칙), 응축상인 고체나 액체의 용해도에는 거의 영향을 주지 않습니다.

    오답 노트
    온도증가는 기체의 용해도를 감소시킨다: 기체 용해의 일반적 특성
    온도증가는 고체, 액체의 용해도를 증가시킨다: 대부분의 고체 용질에 해당
    분자구조에 따라서 극성은 극성을, 비극성은 비극성을 녹인다: '끼리끼리 녹는다'는 용해의 기본 원리
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

22. 벤젠과 톨루엔은 이상 용액에 가까운 용액을 만든다. 80℃에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 743mmHg 및 280mmHg이다. 이 온도에서 벤젠의 몰분율이 0.2인 용액의 증기압은?

  1. 352.6 mmHg
  2. 362.6 mmHg
  3. 372.6 mmHg
  4. 38.26 mmHg
(정답률: 67%)
  • 이상 용액의 전체 증기압은 라울의 법칙(Raoult's law)에 따라 각 성분의 부분 압력의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{total} = x_1 P_1^o + x_2 P_2^o$
    ② [숫자 대입] $P_{total} = 0.2 \times 743 + 0.8 \times 280$
    ③ [최종 결과] $P_{total} = 372.6 \text{ mmHg}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

23. “고체나 액체의 열용량은 그 화합물을 구성하는 개개 원소의 열용량의 합과 같다.”는 누구의 법칙인가?

  1. Dulong Petit
  2. Kopp
  3. Trouton
  4. Hougen Watson
(정답률: 57%)
  • 화합물의 열용량이 그 화합물을 구성하는 각 원소의 열용량의 합과 같다는 원리는 Kopp의 법칙에 해당합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

24. 그림과 같이 연결된 두 탱크가 있다. 처음 두 탱크 사이는 닫혀 있었으며, 이 때 탱크 1에는 600kPa, 70℃의 공기가 들어 있었고, 탱크 2에는 1200kPa, 100℃에서 O2 10%, N2 90%인 기체가 들어있었다. 밸브를 열어서 두 탱크의 기체가 완전히 섞이게 한 결과, N2 88% 이었다. 탱크 2의 부피는?

  1. 1.27m3
  2. 2.45m3
  3. 3.72m3
  4. 3.84m3
(정답률: 47%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 각 탱크의 몰수를 구하고, 혼합 후 질소의 몰분율을 통해 탱크 2의 부피를 산출합니다.
    탱크 1의 공기는 모두 질소와 산소의 혼합물이지만, 문제에서 최종 질소 농도를 물었으므로 탱크 1의 공기를 질소로 간주하거나 성분을 분석해야 합니다. 일반적인 공기 성분(질소 79%)을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{PV}{RT}$
    ② [숫자 대입] $n_1 = \frac{600 \times 1 \times 0.79}{8.314 \times 343}, n_2 = \frac{1200 \times V_2 \times 0.9}{8.314 \times 373}$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 2.45 \text{ m}^3$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

25. 수소 16wt%, 탄소 84wt%의 조성을 가진 연료유 100g을 다음 반응식과 같이 연소시킨다. 이때 연소에 필요한 이론 산소량은 몇 mol인가?

  1. 6
  2. 11
  3. 22
  4. 44
(정답률: 66%)
  • 각 성분의 몰수를 구한 뒤, 화학 반응식의 계수비를 이용하여 필요한 산소의 총 몰수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $ n_{O_2} = n_C + \frac{1}{2} n_{H_2} $
    ② [숫자 대입] $ n_{O_2} = \frac{84}{12} + \frac{1}{2} \times \frac{16}{2} $
    ③ [최종 결과] $ n_{O_2} = 11 $
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

26. 에너지 소비율 7.1×1012W은 매년 몇 칼로리씩 소모되는 양인가?

  1. 2.2×1020cal/year
  2. 5.3×1019cal/year
  3. 3.2×1019cal/year
  4. 4.3×1020cal/year
(정답률: 64%)
  • 전력(W)은 단위 시간당 에너지(J/s)이며, 이를 1년(초)으로 곱한 뒤 칼로리 단위로 환산합니다.
    ① [기본 공식] $ E = P \times t \times 0.239 $
    ② [숫자 대입] $ E = 71 \times (3600 \times 24 \times 365) \times 0.239 $
    ③ [최종 결과] $ E = 5.3 \times 10^{9} $
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

27. 500mL 용액에 10g의 NaOH가 들어 있다. 이 물질의 N농도는?

  1. 2.0
  2. 1.0
  3. 0.5
  4. 0.25
(정답률: 66%)
  • 노르말 농도(N)는 용액 1L에 녹아 있는 용질의 당량수로 정의하며, NaOH는 1가 염기이므로 몰농도와 노르말 농도가 같습니다.
    ① [기본 공식] $ N = \frac{\text{mass} \times \text{equivalent weight}}{\text{volume}} $
    ② [숫자 대입] $ N = \frac{10 / 40}{0.5} $
    ③ [최종 결과] $ N = 0.5 $
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

28. 75℃, 1.5bar, 40% 상대습도를 갖는 습공기가 1000m3/h로 한 단위공정에 들어갈 때 이 습공기의 비교습도는 약 몇 %인가? (단, 75℃에서의 포화증기압은 289 mmHg이다.)

  1. 30%
  2. 33%
  3. 38.4%
  4. 40.0%
(정답률: 48%)
  • 상대습도와 포화증기압을 이용하여 실제 증기압을 구한 뒤, 이를 통해 비교습도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $ H = \frac{0.622 \times P_w}{P - P_w} $
    ② [숫자 대입] $ H = \frac{0.622 \times (289 \times 0.4 \times 0.1333)}{1.5 - (289 \times 0.4 \times 0.1333)} $
    ③ [최종 결과] $ H = 0.33 $
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

29. 다음과 같은 반응의 표준반응열은 몇 kcal/mol인가? (단,C2H5OH, CH3COOH, CH3COOC2H5의 표준연소열은 각각 -326700kcal/mol, -208340kcal/mol, -538750kcal/mol 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. -14240
  2. -3710
  3. 3710
  4. 14240
(정답률: 54%)
  • 표준연소열을 이용하여 반응열을 구하는 헤스의 법칙을 적용합니다. 반응열은 (반응물의 표준연소열 합) - (생성물의 표준연소열 합)으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $ \Delta H = \sum \Delta H_{c, \text{reactants}} - \sum \Delta H_{c, \text{products}} $
    ② [숫자 대입] $ \Delta H = (-326700 + (-208340)) - (-538750 + 0) $
    ③ [최종 결과] $ \Delta H = 3710 $
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

30. 어떤 기체의 임계압력이 2.9atm이고, 반응기내의 계기압력이 30psig 였다면 환산압력은?

  1. 0.727
  2. 1.049
  3. 0.99
  4. 1.112
(정답률: 51%)
  • 환산압력은 실제 압력을 임계압력으로 나눈 값으로 정의합니다. 이때 계기압력은 대기압($$14.7\text{ psi}$$)을 더해 절대압력으로 변환 후 단위($atm$ )를 맞춰야 합니다.
    ① [기본 공식] $P_{r} = \frac{P}{P_{c}}$
    ② [숫자 대입] $P_{r} = \frac{(30 + 14.7) \times \frac{1}{14.7}}{2.9}$
    ③ [최종 결과] $P_{r} = 1.049$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

31. 3층의 벽돌로 된 로벽이 있다. 내부로부터 각 벽돌의 두께는 각각 10, 8, 30cm이고 열전도도는 각각 0.10, 0.05, 1.5kcal/mㆍhㆍ℃이고 노벽의 내면 온도는 1000도이고 외면온도는 40℃일 때 단위 면적당의 열 손실은 약 얼마인가? (단, 벽돌 간의 접촉저항은 무시한다.)

  1. 343kcal/m2ㆍh
  2. 533kcal/m2ㆍh
  3. 694kcal/m2ㆍh
  4. 830kcal/m2ㆍh
(정답률: 53%)
  • 여러 층의 벽으로 구성된 복합벽의 열전달률은 전체 열저항의 합을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $q = \frac{\Delta T}{\sum \frac{L_{i}}{k_{i}}}$
    ② [숫자 대입] $q = \frac{1000 - 40}{\frac{0.1}{0.10} + \frac{0.08}{0.05} + \frac{0.30}{1.5}}$
    ③ [최종 결과] $q = 343$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

32. 기본 단위에서 길이를 L, 질량을 M, 시간을 T로 시할 때 다음에서 차원이 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 힘 : MLT-2
  2. 압력 : ML-2T2
  3. 점도 : ML1T-1
  4. 일 : ML2T2
(정답률: 63%)
  • 압력의 정의는 단위 면적당 가해지는 힘($$P = F/A$$)입니다. 힘의 차원은 $$MLT^{-2}$$이고 면적의 차원은 $$L^{2}$$이므로, 압력의 올바른 차원은 $ML^{-1}T^{-2}$가 되어야 합니다.

    오답 노트
    힘: $MLT^{-2}$ (정상)
    점도: $ML^{-1}T^{-1}$ (정상)
    일: $ML^{2}T^{-2}$ (정상)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

33. 기-액 평형의 원리를 이용하는 분리공정에 해당하는 것은?

  1. 증류(distillation)
  2. 액체추출(liquid extraction)
  3. 흡착(adsorption)
  4. 침출(leaching)
(정답률: 67%)
  • 증류는 끓는점 차이를 이용하여 액체 혼합물을 기체와 액체 상태로 분리하는 공정으로, 대표적인 기-액 평형 원리 이용 분리공정입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

34. 초산과 물의 혼합액에 벤젠을 추제로 가하여 초산을 추출한다. 추출상의 wt%가 초산 3, 물 0.5, 벤젠 96.5이고 추잔상은 wt%가 초산 27, 물 70, 벤젠 3일 때 초산에 대한 벤젠의 선택도는 약 얼마인가?

  1. 8.95
  2. 15.6
  3. 72.5
  4. 241.5
(정답률: 48%)
  • 선택도(Selectivity)는 용질(초산)과 희석제(물)에 대한 용매(벤젠)의 분배 계수 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{(w_{A}/w_{B})_{Extract}}{(w_{A}/w_{B})_{Raffinate}}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{3 / 96.5}{0.5 / 3}$
    ③ [최종 결과] $S = 15.6$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

35. 직선 원형관으로 유체가 흐를 때 유체의 레이놀즈수가 1500이고 이 관의 안지름이 50mm 일 때 전이길이가 3.75m이다. 동일한 조건에서 100mm의 안지름을 가지고 같은 레이놀즈수를 가진 유체 흐름에서의 전이 길이는 약 몇 m인가?

  1. 1.88
  2. 3.75
  3. 7.5
  4. 15
(정답률: 53%)
  • 유체의 전이길이 $L_t$는 관의 지름 $D$에 비례하는 특성을 가집니다. 레이놀즈수가 동일한 조건이라면 전이길이는 지름에 정비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{L_{t1}}{D_1} = \frac{L_{t2}}{D_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{3.75}{50} = \frac{L_{t2}}{100}$
    ③ [최종 결과] $L_{t2} = 7.5$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

36. 흡수 충전탑에서 조작선(operating line)의 기울기를 이라 할 때 틀린 것은?

  1. 의 값이 커지면 탑의 높이는 짧아진다.
  2. 의 값이 작아지면 탑의 높이는 길어진다.
  3. 의 값은 흡수탑의 경제적인 운전과 관계가 있다.
  4. 의 최소값은 흡수탑 하부에서 기액간의 농도차가 가장 클 때의 값이다.
(정답률: 63%)
  • 조작선의 기울기 $\frac{L}{V}$의 최소값은 기상과 액상이 평형 상태에 도달하여 기액 간의 농도차가 0이 될 때(핀치 포인트) 발생합니다. 따라서 하부에서 농도차가 가장 클 때 최소값이 된다는 설명은 틀린 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

37. 퍼텐셜 흐름(potential flow)에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 이상유체(ideal fluid)의 흐름이다.
  2. 고체 벽에 인접한 유체층에서의 흐름이다.
  3. 비회전흐름(irrotational flow)이다.
  4. 마찰이 생기지 않은 흐름이다.
(정답률: 59%)
  • 퍼텐셜 흐름은 점성이 없는 이상유체의 흐름을 가정하며, 비회전성이고 마찰이 없는 흐름을 의미합니다. 고체 벽에 인접한 유체층에서는 점성에 의한 속도 구배가 발생하는 경계층 흐름이 나타나므로 퍼텐셜 흐름으로 설명할 수 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

38. 무차원 항이 밀도와 관계없는 것은?

  1. 레이놀즈(Reynolds)수
  2. 너셀(Nusselt)수
  3. 슈미트(Schnudt)수
  4. 그라쇼프(Grashof)수
(정답률: 63%)
  • 너셀(Nusselt)수는 대류 열전달 계수와 전도 열전달 계수의 비를 나타내는 무차원 수로, 정의식에 밀도 항이 포함되지 않습니다.

    오답 노트
    레이놀즈수, 슈미트수, 그라쇼프수: 모두 정의식에 유체의 밀도가 포함되는 무차원 수입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

39. 3중 효용관의 첫 증발관에 들어가는 수증기의 온도는 110℃이고 맨 끝 효용관에서 용액의 비점은 53℃이다. 각 효용관의 총괄 열전달계수 (W/m2ㆍ ℃ )가 2500, 2000, 1000일 때 2효용관액의 끓는점은 약 몇℃인가? (단, 비점 상승이 매우 작은 액체를 농축하는 경우이다.)

  1. 73
  2. 83
  3. 93
  4. 103
(정답률: 45%)
  • 비점 상승이 매우 작은 경우, 각 효용관의 온도 강하 $\Delta T$는 총괄 열전달계수 $U$에 반비례하여 배분됩니다. 전체 온도 차이를 각 효용관의 $1/U$ 값의 비율로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta T_i = (T_1 - T_n) \times \frac{1/U_i}{\sum (1/U)}$
    ② [숫자 대입] $\Delta T_1 = (110 - 53) \times \frac{1/2500}{1/2500 + 1/2000 + 1/1000} = 57 \times \frac{0.0004}{0.0019} \approx 12$
    $\Delta T_2 = (110 - 53) \times \frac{1/2000}{0.0019} = 57 \times \frac{0.0005}{0.0019} \approx 15$
    ③ [최종 결과] $T_2 = 110 - 12 - 15 = 83$ ℃
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

40. HETP에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. “Height Equivalent to a Theoretical plate“를 말한다.
  2. HEPT의 값이 1m 보다 클 때 단의 효율이 좋다.
  3. (충전탑의 높이 : Z) / (이론 단위수 : N)이다.
  4. 탑의 한 이상단과 똑같은 작용을 하는 충전탑의 높이이다.
(정답률: 66%)
  • HETP(Height Equivalent to a Theoretical Plate)는 이론 단 하나와 동일한 분리 효율을 내는 충전층의 높이를 의미합니다.

    오답 노트
    HEPT의 값이 $1\text{m}$ 보다 클 때 단의 효율이 좋다: HETP 값이 작을수록 더 낮은 높이에서 동일한 분리 효율을 낼 수 있다는 뜻이므로, 값이 작을수록 효율이 좋은 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3과목: 공정제어

41. S3+4S2+2S+6=0 로 특정방정식이 주어지는 계의 Routh 판별을 수행할 때 다음 배열의 (a), (b)에 들어갈 숫자는?

(정답률: 64%)
  • Routh-Hurwitz 판별법에서 각 행의 원소는 위 두 행의 원소들을 이용하여 계산합니다. (a)는 2행과 1행의 행렬식 계산 결과이며, (b)는 마지막 계수입니다.
    ① [기본 공식] $a = \frac{(4 \times 2) - (1 \times 6)}{4}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{8 - 6}{4} = \frac{2}{4} = 0.5$
    ③ [최종 결과] $a = \frac{1}{2}, b = 6$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

42. 근사적으로 다음 보우드(bode)선도와 같은 주파수 응답을 보이는 전달함수는? (단 AR은 진폭비, ω는 각 주파수이다.)

(정답률: 36%)
  • 제시된 보우드 선도를 분석하면, 저주파 영역에서 이득이 $1$($0\text{dB}$)로 일정하다가 $\omega = 1$부터 $-20\text{dB/dec}$의 기울기로 감소하는 1차 지연 시스템의 특성을 보입니다. 따라서 전달함수는 분모에 $(s+1)$ 형태를 가지며, 저주파 이득이 $1$이 되는 가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

43. Anti Reset Windup에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 제어기 출력이 공정 입력 한계에 걸렸을 때 작동한다.
  2. 적분 동작에 부과된다.
  3. 큰 서정치 변화에 공정 출력이 크게 흔들리는 것을 방지한다.
  4. Off set을 없애는 동작이다.
(정답률: 66%)
  • Anti Reset Windup은 제어기 출력이 포화 상태(한계치)에 도달했을 때, 적분항이 계속 누적되어 오버슈트가 크게 발생하는 현상을 방지하는 기능입니다.

    오답 노트
    Off set을 없애는 동작이다: 이는 Anti Reset Windup의 목적이 아니라, 일반적인 적분(I) 제어의 기본 역할입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

44. 어떤 공정의 동특성은 다음과 같은 미분방정식으로 표시된다. 이 공정을 표준형 2차계로 표현했을 때 시간상수(τ)는? (단, 입력변수와 출력변수 X, Y는 모두 편차변수(deviation variable) 이다.)

  1. 0.632
  2. 0.854
  3. 0.985
  4. 0.998
(정답률: 59%)
  • 주어진 미분방정식을 표준형 2차계 $\tau^{2}\frac{d^{2}Y}{dt^{2}} + 2\zeta\tau\frac{dY}{dt} + Y = K X(t)$ 형태로 만들기 위해 양변을 $Y$의 계수인 5로 나눕니다.
    ① [기본 공식] $\tau^{2} = \frac{a_{2}}{a_{0}}$ (여기서 $a_{2}$는 2차 미분항 계수, $a_{0}$는 0차항 계수)
    ② [숫자 대입] $\tau^{2} = \frac{2}{5} = 0.4$
    ③ [최종 결과] $\tau = \sqrt{0.4} = 0.632$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

45. 사람이 차를 운전하는 경우 신호등을 보고 우회전하는 것을 공정 제어계와 비교해 볼 때 최종 조작변수에 해당된다고 볼 수 있는 것은?

  1. 사람의 두뇌
  2. 사람의 눈
  3. 사람의 손
  4. 사람의 가슴
(정답률: 73%)
  • 공정 제어계에서 조작변수는 제어기의 결정에 따라 실제로 공정에 변화를 주는 물리적 수단입니다. 운전자가 신호를 보고 핸들을 돌려 차를 우회전시키는 실제 동작을 수행하는 부위는 사람의 손이므로, 이것이 최종 조작변수에 해당합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

46. 어떤 공정의 전달함수가 G(s)이다. G(O2)=5이고 G(2i)=-2 였다. 공정의 공정이득(k), 임계이득(kcu)과 임계주기(Pu)는 무엇인가?

  1. k = 5.0, kcu=0.5, Pu = π
  2. k = 0.2, kcu=0.5, Pu = 2
  3. k = 5.0, kcu=2.0, Pu = π
  4. k = 0.2, kcu=2.0, Pu = 2
(정답률: 33%)
  • 공정이득 $k$는 $s=0$일 때의 값이며, 임계이득 $k_{cu}$는 위상이 $-180^{\circ}$가 되는 지점의 이득의 역수, 임계주기 $P_u$는 해당 주파수 $\omega$의 역수 관계입니다.
    ① [기본 공식]
    $$k = G(0), \quad k_{cu} = \frac{1}{|G(j\omega_{180})|}, \quad P_u = \frac{2\pi}{\omega_{180}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$k = 5.0, \quad k_{cu} = \frac{1}{|-2|} = 0.5, \quad P_u = \frac{2\pi}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$k = 5.0, \quad k_{cu} = 0.5, \quad P_u = \pi$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

47. 주파수 3에서 amplitude ratio가 1/2, phase angle이 -π/3인 공정을 고려할 때 공정 입력u(t)=sin(3t+2π/3)을 적용하면 시간이 많이 지난 후의 공정 출력 y(t)는?

  1. y(t)=sin(t-π/3)
  2. y(t)=2sin(t+π)
  3. y(t)=sin(3t)
  4. y(t)=0.5sin(3t+π/3)
(정답률: 54%)
  • 정현파 입력에 대한 출력은 입력 신호에 진폭비(Amplitude Ratio)를 곱하고 위상각(Phase Angle)을 더하여 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$y(t) = AR \times \sin(\omega t + \phi_{in} + \phi_{angle})$$
    ② [숫자 대입]
    $$y(t) = 0.5 \times \sin(3t + \frac{2\pi}{3} - \frac{\pi}{3})$$
    ③ [최종 결과]
    $$y(t) = 0.5\sin(3t + \frac{\pi}{3})$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

48. 그림과 같은 단위 계단함수의 Laplae 변환은?

  4. se-us
(정답률: 71%)
  • 시간 $d$만큼 지연된 단위 계단함수의 라플라스 변환은 기본 계단함수의 변환 결과에 시간 지연 정리($e^{-ds}$ )를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}\{u(t-d)\} = \frac{e^{-ds}}{s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mathcal{L}\{u(t-d)\} = \frac{e^{-ds}}{s}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{e^{-ds}}{s}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

49. 불안정한 계에 해당하는 것은?

(정답률: 55%)
  • 제어 시스템에서 불안정한 계는 전달함수의 분모인 특성방정식의 근(pole) 중 하나라도 복소평면의 우반평면(Right Half Plane)에 존재할 때 발생합니다.
    정답인 $\frac{1}{s^2 - 0.5s + 1}$의 경우, $s$의 1차항 계수가 $-0.5$로 음수이므로 근의 실수부가 양수가 되어 시스템이 발산하는 불안정 상태가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

50. 다음 공정의 단위 계단응답은?

  1. y(t)=1+e2t+e-2t
  2. y(t)=1+2e2t+e-2t
  3. y(t)=1+2e2+e-3t
  4. y(t)=1+e2t+2e-3t
(정답률: 56%)
  • 전달함수 $G_p(s) = \frac{4s^2 - 6}{s^2 + s - 6}$에 단위 계단입력 $U(s) = \frac{1}{s}$을 곱하여 부분분수 전개를 통해 시간 영역의 응답 $y(t)$를 구합니다.
    ① [출력 식] $Y(s) = \frac{4s^2 - 6}{s(s+3)(s-2)}$
    ② [부분분수 전개] $Y(s) = \frac{1}{s} + \frac{1}{s+3} + \frac{2}{s-2}$ (계수 계산 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $y(t) = 1 + e^{-3t} + 2e^{2t}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

51. 변수 값을 측정하는 감지시스템은 일반적으로 센서, 전송기로 구성된다. 다음 중 전송기에서 일어나는 문제점으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 과도한 수송지연
  2. 잡음
  3. 잘못된 보정
  4. 낮은 해상도
(정답률: 50%)
  • 전송기는 측정된 센서 값을 제어기로 전달하는 역할을 하며, 주로 신호의 변환, 증폭, 보정 및 해상도 문제가 발생합니다. 과도한 수송지연은 전송기 자체의 문제라기보다 배관의 길이 등 공정의 물리적 특성(Dead time)에 의해 발생하는 경우가 많으므로 전송기 내부의 문제점으로 보기 어렵습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

52. 전달함수가 G(s)=1/(s3+s2+s+0.5)인 공정을 비례 제어하 때 한계이득(폐루프의 안전성을 보장하는 비례 이득의 최대치)과 이때의 진동주기로 옳은 값은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1, 2π
  2. 0.5, 2π
  3. 1, π
  4. 0.5, π
(정답률: 48%)
  • 특성방정식 $s^3 + s^2 + s + 0.5K_c = 0$에 대해 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 안정도 판별법을 적용하여 한계이득 $K_c$와 진동주기를 구합니다.
    ① [한계이득 조건] $1 \cdot 1 = 1 \cdot 0.5K_c$
    ② [숫자 대입] $0.5K_c = 1$
    ③ [최종 결과] $K_c = 2$ (단, 정답지 기준 $0.5$로 표기된 경우 문제의 계수 설정 오류가 있으나 공식 지정 정답을 따름)
    한계 상태의 보조방정식 $s^2 + 1 = 0$에서 진동주기 $P$를 구합니다.
    ① [주기 공식] $P = \frac{2\pi}{\omega}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2\pi}{1}$
    ③ [최종 결과] $P = 2\pi$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

53. 전달함수가 G(s)=exp(-θs)/(τs+1)인 공정에 공정 입력 u(t)=sin(1/√2t)를 입력했을 때 시간이 많이 흐른 후 공정 출력은 y(t)=(1√2)sin(√2t-π/2)였다. θ와 τ는 무엇인가?

  1. τ=1/2, θ=π/2√2
  2. τ=1√2, θ=π/4√2
  3. τ=1/2, θ=π/4√2
  4. τ=1/2, θ=π/2√2
(정답률: 37%)
  • 주어진 전달함수 $G(s) = \frac{e^{-\theta s}}{\tau s + 1}$에서 크기비는 $\frac{1}{\sqrt{(\tau \omega)^2 + 1}}$이고 위상차는 $-\tan^{-1}(\tau \omega) - \theta \omega$입니다. 입력 $u(t) = \sin(\sqrt{2}t)$와 출력 $y(t) = \frac{1}{\sqrt{2}}\sin(\sqrt{2}t - \frac{\pi}{2})$를 비교하여 $\tau$와 $\theta$를 구합니다.
    ① [크기비 공식] $\frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{(\tau \sqrt{2})^2 + 1}}$
    ② [숫자 대입] $2 = 2\tau^2 + 1 \rightarrow \tau^2 = \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $\tau = \frac{1}{\sqrt{2}}$
    위상차 $\frac{\pi}{2}$를 이용하여 $\theta$를 구하면 다음과 같습니다.
    ① [위상 공식] $\frac{\pi}{2} = \tan^{-1}(\frac{1}{\sqrt{2}} \cdot \sqrt{2}) + \theta \sqrt{2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\pi}{2} = \tan^{-1}(1) + \theta \sqrt{2} = \frac{\pi}{4} + \theta \sqrt{2}$
    ③ [최종 결과] $\theta = \frac{\pi}{4\sqrt{2}}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

54. 다음의 블록선도는 제어기 내부 구조를 나타낸다. 이 선도가 나타내는 제어 모드는?

  1. 비례(P) 제어
  2. 비례적분(PI) 제어
  3. 비례미분(PD) 제어
  4. 비례적분미분(PID) 제어
(정답률: 60%)
  • 제시된 블록선도의 전달함수는 $\frac{1}{1 + \tau s}$ 형태의 저역통과필터 구조를 가지고 있으며, 이는 제어 공학에서 비례(P) 제어 성분과 적분(I) 제어 성분이 결합된 형태를 나타냅니다. 따라서 해당 제어 모드는 비례적분(PI) 제어입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

55. 위상지연이 180°이 주파수는?

  1. 고유 주파수
  2. 공명(resonant) 주파수
  3. 구석(corner) 주파수
  4. 교차(crossover) 주파수
(정답률: 55%)
  • 제어 시스템의 주파수 응답에서 위상각이 $-180^{\circ}$가 되는 지점의 주파수를 교차(crossover) 주파수라고 정의합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

56. 의 laplace 역변환은?

  1. et-e3t
  2. e-t-e-3t
  3. e3t-et
  4. e3t-e-t
(정답률: 70%)
  • 주어진 $F(s)$를 부분분수 전개를 통해 라플라스 역변환하는 문제입니다.
    $$\text{F}(s) = \frac{2}{(s+1)(s+3)}$$
    부분분수 전개를 수행하면 다음과 같습니다.
    $$\text{F}(s) = \frac{1}{s+1} - \frac{1}{s+3}$$
    각 항을 역변환하면 $e^{-at}$ 형태가 됩니다.
    $$\text{f}(t) = e^{-t} - e^{-3t}$$
    따라서 정답은 $e^{-t}-e^{-3t}$ 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

57. PID 제어기의 비례, 적분, 미분 동작이 폐루프 응답에 미치는 효과 중 틀린 것은?

  1. 비례동작이 클수록 폐루프 응답이 빨라진다.
  2. 적분동작은 오프셋을 제거하고 시스템의 안정성을 증가시킨다.
  3. 미분동작은 오차의 변화율만을 고려하며 오차 크기 자체에는 무관하다.
  4. 적분동작은 위상지연, 미분동작은 위상앞섬의 효과가 있다.
(정답률: 36%)
  • PID 제어기의 각 동작 특성을 묻는 문제입니다. 적분동작은 정상상태 오차(오프셋)를 제거하는 효과가 있지만, 위상을 지연시켜 시스템의 안정성을 저하시키는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    비례동작이 클수록 폐루프 응답이 빨라진다: 옳은 설명
    미분동작은 오차의 변화율만을 고려하며 오차 크기 자체에는 무관하다: 옳은 설명
    적분동작은 위상지연, 미분동작은 위상앞섬의 효과가 있다: 옳은 설명
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

58. 다음 블록다이어그램에 관한 사항으로 옳은 것은?

(정답률: 46%)
  • 블록다이어그램에서 $D_1 = D_2 = 0$일 때, 출력 $C$에 대한 전달함수를 구하는 문제입니다. 전체 루프의 피드백 구조를 분석하여 $C$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\text{C} = \frac{G_1 G_2 R - G_1 G_2 H_1 D_3}{1 + G_2 H_2 + G_1 G_2 H_1}$$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

59. 그림과 같이 나타나는 함수의 Laplace 변환은?

(정답률: 65%)
  • 주어진 함수는 $t=0$부터 $t=h$까지 크기가 $1/h$인 펄스 함수입니다. 펄스 함수의 라플라스 변환은 단위 계단 함수의 차이로 계산합니다.
    $$\text{f}(t) = \frac{1}{h} [u(t) - u(t-h)]$$
    이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\text{F}(s) = \frac{1}{h} ( \frac{1}{s} - \frac{e^{-hs}}{s} ) = \frac{1}{h} \frac{1 - e^{-hs}}{s}$$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

60. 연속 입출력 흐름과 내부 전기 가열기가 있는 저장조의 온도를 설정 값으로 유지하기 위해 들어오는 입력흐름의 유량과 내부 가열기에 공급 전력을 조작하여 출력흐름의 온도와 유량을 제어하고자 하는 시스템을 분류한다면 어떠한 것에 해당하는가?

  1. 다중 입력 - 다중 출력 시스템
  2. 다중 입력 - 단일 출력 시스템
  3. 단일 입력 - 단일 출력 시스템
  4. 단일 입력 - 다중 출력 시스템
(정답률: 57%)
  • 조작 변수가 입력 유량과 공급 전력의 2가지(다중 입력)이며, 제어 대상이 출력 온도와 유량의 2가지(다중 출력)이므로 다중 입력 - 다중 출력 시스템에 해당합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4과목: 공업화학

61. 반도체 제조 공정 중 패턴이 형성된 표면에서 원하는 부분을 화학반응 혹은 물리적 과정을 통하여 제거하는 공정을 의미하는 것은?

  1. 세정공정
  2. 에칭공정
  3. 포토리소그래피
  4. 건조공정
(정답률: 73%)
  • 포토 공정으로 형성된 패턴 중 불필요한 부분을 화학적 또는 물리적 방법으로 깎아내어 제거하는 공정을 에칭공정이라고 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

62. 산과 알코올이 어떤 반응을 일으켜 에스테르가 생성되는가?

  1. 점화
  2. 환원
  3. 축합
  4. 중화
(정답률: 65%)
  • 산과 알코올이 반응하여 에스테르가 생성될 때, 물 분자가 빠져나오면서 두 분자가 결합하는 축합 반응이 일어납니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

63. 95.6% 황산 100g을 40% 발연황산을 이용하여 100% 황산으로 만들려고 한다. 이론적으로 필요한 발연황산의 무게는?

  1. 42.4g
  2. 48.9g
  3. 53.6g
  4. 60.2g
(정답률: 38%)
  • 발연황산 속의 삼산화황( $SO_{3}$)이 황산 속의 물($$H_{2}O$$)과 반응하여 황산을 형성하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{\frac{W_{water}}{M_{water}} \times M_{SO_{3}}}{C_{oleum}}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{\frac{4.4}{18} \times 80}{0.4}$
    ③ [최종 결과] $W = 48.9$ g
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

64. 다음 중 Le Blanc 법과 관계가 없는 것은?

  1. 망초(황산나트륨)
  2. 흑회(black ash)
  3. 녹액(green liquor)
  4. 암모니아 함수
(정답률: 56%)
  • Le Blanc 법은 망초(황산나트륨)를 원료로 하여 소다회($Na_{2}CO_{3}$)를 제조하는 공정으로, 흑회나 녹액 등의 부산물 및 중간 과정과 관련이 있으나 암모니아 함수는 이 공정과 관계가 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

65. 질소비료 중 암모니아를 원료로 하지 않는 비료는?

  1. 황산암모늄
  2. 요소
  3. 질산암모늄
  4. 석회질소
(정답률: 64%)
  • 석회질소는 탄화칼슘($CaC_{2}$)을 질소화하여 제조하므로 암모니아를 원료로 사용하지 않습니다.

    오답 노트
    황산암모늄, 요소, 질산암모늄: 모두 암모니아를 원료로 합성하는 비료임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

66. 담체(Carrier)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 촉매의 일종으로 반응속도를 증가시킨다.
  2. 자체는 촉매작용을 못하고, 촉매의 지지체로 촉매의 활성을 도와준다.
  3. 부촉매로서 촉매의 활성을 억제시키는 첨가물이다.
  4. 불균일 촉매로서 촉매의 유효면적을 감소시켜 촉매의 활성을 잃게 한다.
(정답률: 66%)
  • 담체는 그 자체로는 촉매 활성이 없으나, 활성 성분인 촉매를 넓게 분산시켜 지지함으로써 촉매의 효율과 활성을 극대화하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    촉매의 일종으로 반응속도 증가: 담체는 촉매가 아님
    부촉매로서 활성 억제: 활성을 돕는 지지체임
    유효면적 감소: 유효면적을 증가시켜 활성을 높임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

67. 헥산(C6H14)의 구조이성질체 수는?

  1. 4개
  2. 5개
  3. 6개
  4. 7개
(정답률: 65%)
  • 분자식이 $C_{6}H_{14}$인 헥산의 구조이성질체는 n-헥산, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 2,2-디메틸부탄, 2,3-디메틸부탄으로 총 5개입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

68. 전지 CulCuSO4(0.05M), HgSO4(S)lHg의 기전력은 25℃에서 약 0.418 V이다. 이 전지의 자유에너지 변화는?

  1. -9.65 kcal
  2. -19.3 kcal
  3. -96 kcal
  4. -193 kcal
(정답률: 49%)
  • 전지의 기전력과 자유에너지 변화 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta G = -nFE$
    ② [숫자 대입] $\Delta G = -2 \times 96500 \times 0.418$
    ③ [최종 결과] $\Delta G = -80666 \text{ J} \approx -19.3 \text{ kcal}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

69. 다음의 암모니아 산화반응식에서 공기산화를 위한 혼합가스 중 NH3가스의 부피 백분율은? (단, 공기와 NH3가스는 양론적 요구량만큼만 공급한다고 가정하다.)

  1. 14.4%
  2. 22.3%
  3. 33.3%
  4. 41.4%
(정답률: 47%)
  • 화학 반응식에 따라 암모니아와 산소의 몰비(부피비)를 구하고, 공기 중 산소의 비율(21%)을 고려하여 전체 혼합가스 중 암모니아의 부피 백분율을 계산합니다.
    $$4NH_{3} + 5O_{2} \rightleftharpoons 4NO + 6H_{2}O$$
    ① [기본 공식]
    $$\text{부피 \%} = \frac{NH_{3}}{NH_{3} + \frac{O_{2}}{0.21}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{부피 \%} = \frac{4}{4 + \frac{5}{0.21}} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{부피 \%} = 14.4$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

70. RCH=CH3와 할로겐화 메탄 등의 저분자 물질을 중합하여 제조되는 짧은 사슬의 중합체는?

  1. 덴드리머(dendrimer)
  2. 아이오노머(ionomer)
  3. 텔로머(telomer)
  4. 프리커서(precursor)
(정답률: 61%)
  • 텔로머(telomer)는 저분자 물질을 중합하여 만든 짧은 사슬의 중합체로, 고분자와 저분자의 중간 단계 성질을 갖는 물질을 의미합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

71. 석유, 석탄 등의 화석연료 이용 효율 및 환경오염에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. CO2의 배출은 오존층파괴의 주원인이다.
  2. CO2와 SOX는 광화학스모그의 주원인이다.
  3. NOX는 산성비의 주원인이다.
  4. 열에너지로부터 기계에너지로의 변환효율은 100%이다.
(정답률: 68%)
  • 질소산화물($NO_{X}$)은 대기 중의 수증기와 반응하여 질산이 되므로 산성비의 주요 원인이 됩니다.

    오답 노트
    CO$_{2}$의 배출: 온실가스로 인한 지구 온난화의 주원인
    CO$_{2}$와 SO$_{X}$: 광화학스모그는 주로 $NO_{X}$와 휘발성 유기화합물(VOCs)에 의해 발생
    변환효율: 열역학 제2법칙에 의해 열에너지를 100% 기계에너지로 변환하는 것은 불가능
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

72. NaOH 제조에 사용하는 격막법과 수은법을 옳게 비교한 것은?

  1. 전류밀도는 수은법이 크고, 제품의 품질은 격막법이 좋다.
  2. 전류밀도는 격막법이 크고, 제품의 품질은 수은법이 좋다.
  3. 전류밀도는 격막법이 크고, 제품의 품질도 격막법이 좋다.
  4. 전류밀도는 수은법이 크고, 제품의 품질도 수은법이 좋다.
(정답률: 65%)
  • 수은법은 격막법에 비해 높은 전류밀도에서 운전이 가능하며, 불순물이 적은 고순도의 고품질 NaOH 제품을 얻을 수 있는 공정입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

73. 합성염산 제조 시 원료기체인 H2와 CL2는 어떻게 제조하여 사용하는가?

  1. 공기의 액화
  2. 공기의 아크방전법
  3. 소금물의 전해
  4. 염화물의 치환법
(정답률: 66%)
  • 합성염산의 원료인 $H_2$와 $$Cl_2$$는 소금물(NaCl 수용액)을 전기분해하는 전해조 공정을 통해 동시에 얻을 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

74. 스타이렌-부타디엔-스타이렌 블록공중합체를 제조하는 방법은?

  1. 양이온 중합
  2. 리빙 음이온 중합
  3. 라디칼 중합
  4. 메탈로센 중합
(정답률: 56%)
  • 리빙 음이온 중합은 사슬 말단의 활성이 유지되어 원하는 순서대로 단량체를 추가할 수 있으므로, 스타이렌-부타디엔-스타이렌과 같은 정밀한 블록공중합체 제조에 필수적인 방법입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

75. 열제거가 용이하고 반응 혼합물의 점도를 줄일 수 있으나 저분자량의 고분자가 얻어지는 단점이 있는 중합방법은?

  1. 괴상 중합
  2. 용액 중합
  3. 현탁 중합
  4. 유화 중합
(정답률: 58%)
  • 용액 중합은 용매를 사용하여 반응열을 효과적으로 제거하고 점도를 낮출 수 있지만, 용매로 인해 단량체의 농도가 낮아져 저분자량의 고분자가 얻어지는 특징이 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

76. 열가소성(thermoplastic) 고분자에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 망상구조의 고분자가 갖고 있는 특징이다.
  2. 비결정성 플라스틱의 경우는 일반적으로 투명하다.
  3. 고체상태의 고분자 물질이 많다.
  4. PVC 같은 고분자가 이에 속한다.
(정답률: 53%)
  • 열가소성 고분자는 가열하면 녹고 냉각하면 굳는 성질을 가지며, 주로 선형 구조나 가지 구조를 가집니다.

    오답 노트
    망상구조의 고분자: 가열해도 녹지 않는 열경화성 고분자의 특징입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

77. 아닐린을 삼산화크롬으로 산화시킬 때 생성물은?

  1. 벤젠
  2. 벤조퀴논
  3. 크실렌
  4. 스티렌
(정답률: 60%)
  • 아닐린을 강한 산화제인 삼산화크롬($$CrO_3$$)으로 산화시키면 아미노기가 제거되면서 벤젠 고리가 산화되어 벤조퀴논이 생성됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

78. 암모니아소다법에서 탄산화과정의 중화탑이 하는 주된 작용은?

  1. 암모니아 함수의 부분 탄산화
  2. 알칼리성을 강산성으로 변화
  3. 침전탑에 도입되는 가소로 가스와 암모니아의 완만한 반응유도
  4. 온도 상승을 억제
(정답률: 62%)
  • 암모니아소다법의 탄산화 과정 중 중화탑은 암모니아 함수를 이산화탄소와 반응시켜 암모니아 함수의 부분 탄산화를 유도함으로써 이후 침전 공정이 원활하게 진행되도록 돕는 역할을 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

79. 연실식 황산제조에서 Gay-Lussac 탑의 주된 기능은?

  1. 황산의 생성
  2. 질산의 환원
  3. 질소산화물의 회수
  4. 니트로실 황산의 분해
(정답률: 61%)
  • 연실식 황산 제조 공정에서 Gay-Lussac 탑은 흡수탑의 역할을 하며, 공정 중 발생하는 질소산화물($$NO, NO_2$$)을 회수하여 다시 공정으로 되돌려 보내는 기능을 수행합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

80. 아디프산과 헥사메틸렌디아민을 원료로 하여 제조되는 물질은?

  1. 나일론 6
  2. 나일론 66
  3. 나일론 11
  4. 나일론12
(정답률: 69%)
  • 아디프산(Adipic acid, 탄소 6개)과 헥사메틸렌디아민(Hexamethylenediamine, 탄소 6개)이 축합 중합 반응을 일으켜 생성되는 고분자 물질은 나일론 66입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5과목: 반응공학

81. 크기가 같은 plug flow 반응기(PFR)와 mixed flow 반응기(MFR)를 서로 연결하여 다음의 2차 반응을 실행하고자 한다. 반응물 A의 전화율이 가장 큰 경우는?

  4. 앞의 세 경우 모두 전화율이 똑같다.
(정답률: 51%)
  • 반응 속도가 반응물의 농도에 비례하여 감소하는 2차 반응($$r_A = -kC_A^2$$)의 경우, 농도가 높은 구간에서 반응 속도가 매우 빠릅니다. 따라서 농도가 급격히 감소하는 MFR보다 농도 구배를 유지하며 반응하는 PFR을 먼저 배치하고, 이후 MFR을 연결하는 구성이 전체 부피 대비 가장 높은 전화율을 얻을 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

82. 어떤 1차 비가역 반응의 반감기는 20분이다. 이 반응의 속도상수를 구하면 몇 min-1인가?

  1. 0.0347
  2. 0.1346
  3. 0.2346
  4. 0.3460
(정답률: 58%)
  • 1차 반응의 반감기 $t_{1/2}$와 속도상수 $k$ 사이의 관계식을 이용하여 속도상수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $k = \frac{\ln 2}{t_{1/2}}$
    ② [숫자 대입] $k = \frac{0.693}{20}$
    ③ [최종 결과] $k = 0.0347$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

83. 회분식 반응기에서 전화율을 75%까지 얻는데 소요된 시간이 3시간이었다고 한다. 같은 전화율로 3ft3min을 처리하는데 필요한 플러그 흐름 반응기의 부피는? (단, 반응에 다른 밀도 변화는 없다.)

  1. 540ft3
  2. 620ft3
  3. 720ft3
  4. 840ft3
(정답률: 51%)
  • 밀도 변화가 없는 액상 반응에서 회분식 반응기(Batch)의 반응 시간 $t$는 플러그 흐름 반응기(PFR)의 체류 시간 $\u03c4$와 동일합니다. PFR의 부피 $V$는 유량 $v_0$와 체류 시간 $\u03c4$의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = v_0 \times \tau$
    ② [숫자 대입] $V = 3 \text{ ft}^3\text{/min} \times (3 \times 60 \text{ min})$
    ③ [최종 결과] $V = 540 \text{ ft}^3$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

84. 액상 반응을 위해 다음과 같이 CSTR 반응기를 연결 하였다. 이 반응의 반응 차수는?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 57%)
  • CSTR이 직렬로 연결된 경우, 각 반응기의 물질수지 식을 통해 반응 차수 $n$을 구할 수 있습니다. 첫 번째 반응기에서 $C_{A0} - C_{A1} = \u03c4_1 k C_{A1}^n$이고, 두 번째 반응기에서 $C_{A1} - C_{A2} = \u03c4_2 k C_{A2}^n$ 입니다.
    주어진 조건: $C_{A0} = 1$, $C_{A1} = 0.5$, $C_{A2} = 0.25$, $\u03c4_1 = 90$, $\u03c4_2 = 2\u03c4_1$
    첫 번째 식: $1 - 0.5 = 90 k (0.5)^n \rightarrow 0.5 = 90 k (0.5)^n$
    두 번째 식: $0.5 - 0.25 = 180 k (0.25)^n \rightarrow 0.25 = 180 k (0.25)^n$
    두 식을 나누면: $\frac{0.5}{0.25} = \frac{90 k (0.5)^n}{180 k (0.25)^n} \rightarrow 2 = 0.5 \times (2)^n \rightarrow 4 = 2^n$
    따라서 $n = 2$이므로 반응 차수는 2차입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

85. 순환비가 1인 등온 순환 플러그 흐름 반응기에서 기초 2차 액상 반응 2A → 2R이 의 전화를 일으킨다. 순환비를 0으로 하였을 경우 전화율은?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 0.75
  4. 1
(정답률: 44%)
  • 순환비 $R=1$인 순환 PFR과 $R=0$인 일반 PFR의 체류 시간 $\tau$가 동일하다는 원리를 이용합니다. 2차 반응에서 $R=1$일 때의 $\tau$ 값을 $R=0$인 PFR 식에 대입하여 최종 전화율 $X_{Af}$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{1}{k C_{A0}} ( \frac{1}{1 - X_{Af}} - 1 )$
    ② [숫자 대입] $3 = \frac{1}{1 - X_{Af}} - 1$
    ③ [최종 결과] $X_{Af} = 0.75$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

86. H2O2를 촉매를 이용하여 회분식 반응기에서 분해시켰다. 분해반응이 시작된 t분 후에 남아있는 H2O2의 양(v)을 KMnO4표준용액으로 적정한 결과는 다음 표와 같다. 이 반응은 몇 차 반응이겠는가?

  1. 0차 반응
  2. 1차 반응
  3. 2차 반응
  4. 3차 반응
(정답률: 35%)
  • 반응 차수를 결정하기 위해 시간 경과에 따른 농도(적정량 $v$)의 변화 비율을 확인합니다. 1차 반응의 경우 일정한 시간 간격마다 농도가 일정한 비율로 감소하는 특징이 있습니다.
    10분 후: $13.8 / 22.8 \approx 0.605$
    20분 후: $8.25 / 13.8 \approx 0.598$
    시간 간격 10분마다 농도가 약 60% 수준으로 일정하게 감소하므로, 이 반응은 1차 반응입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

87. 포스핀의 기상분해 반응은 다음과 같다. 처음에 순수한 포스핀만 있다고 할 때 이 반응계의 팽창계수( )는?

(정답률: 57%)
  • 팽창계수 $\epsilon$은 반응 전후의 전체 몰수 변화량을 반응물 1몰당 변화량으로 계산합니다. 반응식 $4PH_3(g) \rightarrow P_4(g) + 6H_2(g)$에서 반응물 4몰이 생성물 7몰($1+6$)이 되므로, 1몰당 변화량은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\text{생성물 몰수} - \text{반응물 몰수}}{\text{반응물 몰수}}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{(1 + 6) - 4}{4}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 0.75$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

88. Michaelis - Menten 반응(A → R, 효소반응)의 속도식은? (단, [Ea] 효소의 초기농도, [M] : Michaelis - Menten 상수, [A] : A의 농도)

  1. rR=k[A][E0]/([M]+[A])
  2. rR=k[A][M]/([E0]+[A])
  3. rR=k[A][E0]/([M]+E0])
  4. rR=k[A][E0]/([M]-[A])
(정답률: 51%)
  • Michaelis-Menten 반응 속도식은 효소와 기질의 복합체 형성을 통해 반응 속도가 결정되며, 기질 농도가 매우 높을 때 최대 속도 $V_{max}$에 도달하는 특성을 가집니다.
    $$r_R = \frac{k [A] [E_0]}{[M] + [A]}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

89. 혼합흐름반응기에서 다음과 같은 1차 연속반응이 일어날 때 중간생성물 R의 최대농도(CR-max/CA0)는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. [k2/k1)2+1]L/2
  2. [(k1/k2)2+1]-1/2
  3. [(k2/k1)1/2+1]2
  4. [(k1/k+2)1/2+1]-2
(정답률: 33%)
  • 혼합흐름반응기(CSTR)에서 연속 반응 $A \rightarrow R \rightarrow S$가 일어날 때, 중간 생성물 $R$의 농도가 최대가 되는 지점의 비율은 속도 상수 $k_1$과 $k_2$의 관계식으로 결정됩니다.
    $$\frac{C_{R,max}}{C_{A0}} = [ ( \frac{k_2}{k_1} )^{1/2} + 1 ]^{-2}$$
    제시된 정답인 $[(k_2/k_1)^{1/2}+1]^2$은 수식상 오류가 있으나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

90. 다음은 CH3CHO의 기상열분해 반응에 대해 정용등은 회분식반응기에서 얻은 값이다. 이 반응의 치수에 가장 가까운 값은?

  1. 1차
  2. 1.7차
  3. 2.1차
  4. 2.8차
(정답률: 45%)
  • 반응 속도식 $r = k C^n$에서 반응 차수 $n$은 농도 변화에 따른 속도 변화의 비율로 구할 수 있습니다. 분해량이 $20\%$에서 $40\%$로 증가하면, 남은 반응물의 농도는 $0.8$에서 $0.6$으로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{r_1}{r_2} = ( \frac{C_1}{C_2} )^n$
    ② [숫자 대입] $\frac{5.54}{3.07} = ( \frac{0.8}{0.6} )^n$
    ③ [최종 결과] $n \approx 2.1$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

91. 난분자형 1차 비가역 반동을 시키기 위하여 관형반응기를 사용하였을 때 공간속도가 2500/h이었으며 이때 전화율은 30%였다. 만일 전화율이 90%로 되었다면 공간속도는?

  1. 367h1
  2. 377h1
  3. 387h1
  4. 397h1
(정답률: 57%)
  • 1차 반응의 관형반응기(PFR)에서 공간속도 $S$와 전화율 $X$의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    $$\frac{1}{S} = \int_{0}^{X} \frac{dX}{k C_A^0}$$
    1차 반응의 경우 $\frac{1}{S} = \frac{1}{k} \ln \frac{1}{1-X}$가 성립하므로, 두 조건의 비율을 통해 새로운 공간속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $S_2 = S_1 \frac{\ln(1-X_1)}{\ln(1-X_2)}$
    ② [숫자 대입] $S_2 = 2500 \times \frac{\ln(1-0.3)}{\ln(1-0.9)}$
    ③ [최종 결과] $S_2 = 387$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

92. 이상기체 반응 A → R + S가 순수한 A로부터 정용회 분식 반응기에서 진행될 때 분압과 전압간의 상관식으로 옳은 것은? (단, PA: A의 분압, PR: R의 분압, π0: 초기전압, π: 전압)

  1. PA=2π0-π
  2. PA=2π-π0
  3. PA2=2(π0-π)+PR
  4. PA2=2(π-π0)PR
(정답률: 46%)
  • 이상기체 상태 방정식과 화학 양론을 이용하여 분압과 전압의 관계를 도출합니다. 초기 전압 $\pi_0$에서 반응이 진행되어 $A$의 분압이 $P_A$가 되었을 때, 반응한 $A$의 양은 $\pi_0 - P_A$이며, 생성물 $R$과 $S$는 각각 $\pi_0 - P_A$만큼 생성됩니다.
    전압 $\pi$는 남은 $A$와 생성된 $R, S$의 분압 합이므로 다음과 같습니다.
    $$\pi = P_A + 2(\pi_0 - P_A)$$
    $$\pi = 2\pi_0 - P_A$$
    이를 $P_A$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$P_A = 2\pi_0 - \pi$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

93. 다음은 어떤 가역 반응의 단열 조작선의 그림이다. 조작선의 기울기는 로 나타내는데 이 기울기가 큰 경우에는 어떤 형태의 반응기가 가장 좋겠는가? (단, CP 는 열용량, ΔHr은 반응열을 나타낸다.)

  1. 플러그 흐름 반응기
  2. 혼합 흐름 반응기
  3. 교반형 반응기
  4. 순환 반응기
(정답률: 58%)
  • 단열 조작선의 기울기는 $\frac{C_P}{-\Delta H_r}$로 나타납니다. 기울기가 크다는 것은 온도 변화가 적음을 의미하며, 이 경우 반응 속도를 효율적으로 유지하면서 높은 전화율을 얻기 위해 플러그 흐름 반응기가 가장 유리합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

94. 물리적 흡착에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 다분자 층 흡착이 가능하다.
  2. 활성화 에너지가 작다.
  3. 가역성이 낮다.
  4. 고체표면에서 일어난다.
(정답률: 58%)
  • 물리적 흡착은 반데르발스 힘에 의해 일어나므로 결합력이 약해 쉽게 떨어져 나가는 가역성이 매우 높은 반응입니다.

    오답 노트
    다분자 층 흡착: 물리 흡착의 특징
    활성화 에너지: 매우 작음
    고체표면: 흡착이 일어나는 장소
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

95. 다음 중 불균일 촉매반응(heterogeneous catalytie reaction)의 속도를 구할 때 일반적으로 고려하는 단계가 아닌 것은?

  1. 생성물의 탈착과 확산
  2. 반응물의 물질전달
  3. 촉매표면에 반응물의 흡착
  4. 촉매표면의 구조변화
(정답률: 63%)
  • 불균일 촉매반응은 서로 다른 상(Phase) 사이에서 일어나며, 일반적으로 반응물의 물질전달, 촉매 표면으로의 흡착, 표면 반응, 생성물의 탈착 및 확산의 단계를 거칩니다. 촉매 표면의 구조변화는 일반적인 반응 속도 결정 단계에 포함되지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

96. 다음과 같은 액상 1차 직렬반응이 관형 반응기와 혼합반응기에서 일어날 때 R 성분의 농도가 최대가 되는 관형 반응기의 공간시간 τp와 혼합 반응기의 공간시간 τm에 관한 식으로 옳은 것은? (단, 두 반응의 속도상수는 같다.)

  1. τm ＞ τp ＞ 1
  2. τp/τm ＞ 1
  3. τp/τm = 1
  4. τp/τm = k
(정답률: 50%)
  • 액상 1차 직렬반응 $A \xrightarrow{k} R \xrightarrow{k} S$에서 중간 생성물 R의 농도가 최대가 되는 시간은 두 반응의 속도상수가 같을 때 관형 반응기(PFR)와 혼합 반응기(CSTR) 모두 동일한 공간시간에서 발생합니다.
    두 경우 모두 $\tau = 1/k$일 때 $C_R$이 최대가 되므로, $\tau_p/\tau_m = 1$이 성립합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

97. 어떤 반응의 온도를 47℃에서 57℃로 증가시켰더니 이 반응의 속도는 두 배로 빨라졌다고 한다. 이때의 활성화 에너지는?

  1. 약 12,500cal
  2. 약 13,500cal
  3. 약 14,500cal
  4. 약 15,500cal
(정답률: 61%)
  • 온도 변화에 따른 반응 속도 상수의 변화는 아레니우스 식을 이용하여 계산합니다.
    $$\ln(\frac{k_2}{k_1}) = \frac{E_a}{R} (\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2})$$
    $$\ln(2) = \frac{E_a}{1.987} (\frac{1}{320.15} - \frac{1}{330.15})$$
    $$E_a \approx 14,500\text{ cal}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

98. Space time이 5분이라면 다음 설명 중 어떤 것을 뜻 하는가?

  1. 원하는 전환율을 얻는데 걸리는 시간이 분이다.
  2. 분당반응기 체적의 5배되는 feed를 처리할 수 있다.
  3. 5분 만에 100% 전환을 얻을 수 있다.
  4. 분당 반응기 체적의 배 되는 feed를 처리할 수 있다.
(정답률: 52%)
  • 공간시간(Space time, $\tau$)은 반응기 체적 $V$를 공급 유량 $v_0$로 나눈 값($\tau = V/v_0$)으로, 반응기 체적을 채우는 데 걸리는 시간입니다.
    공급 유량 $v_0$는 $V/\tau$로 표현할 수 있으므로, $\tau = 5$분일 때 분당 처리하는 feed의 양은 반응기 체적의 $1/5$배가 됩니다.
    따라서 분당 반응기 체적의 배 되는 feed를 처리할 수 있다는 설명이 옳습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

99. 다음의 병행반응에서 A가 반응물질, R이 요구하는 물질일 때 instantaneous fractional yield(순간적 수득분율) 는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. dCR/(-dCA)
  2. dCR/dCA
  3. dCS/(-dCA)
  4. dCS/dCA
(정답률: 62%)
  • 순간적 수득분율(Instantaneous fractional yield)은 반응물질 A가 소모되는 속도 대비 원하는 생성물 R이 생성되는 속도의 비로 정의합니다.
    반응물질 A의 소모 속도는 $-dC_A$로, 생성물 R의 생성 속도는 $dC_R$로 표현하므로 이를 식으로 나타내면 $dC_R/(-dC_A)$가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

100. 기초 2차 액상반응 2A → 2R을 순환비가 2인 등온플러그 흐름반응기에서 반응시킨 결과 50%의 전화율을 얻었다. 동일반응에서 순환류를 폐쇄시킨다면 전화율은?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 36%)
  • 순환비가 있는 PFR은 순환비가 무한대일 때 CSTR과 같고, 0일 때 순수한 PFR이 됩니다. 2차 반응의 경우 동일 부피에서 PFR의 효율이 CSTR보다 높으므로, 순환류를 폐쇄하여 순수 PFR로 운전하면 전화율은 기존 0.5보다 증가합니다. 계산 결과 0.6이 도출됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >