화공기사(구) 필기 기출문제복원 (2017-03-05)

화공기사(구)
(2017-03-05 기출문제)

목록

1과목: 화공열역학

1. 액체상태의 물이 얼음 및 수증기와 평형을 이루고 있다. 이계의 자유도수를 구하면

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 79%)
  • 액체상태의 물이 얼음 및 수증기와 평형을 이루고 있으므로, 세 가지 상태 중 두 가지 상태가 결정되면 나머지 한 가지 상태도 결정된다. 따라서 이계의 자유도수는 2이며, 보기에서 "0"은 자유도수가 없음을 나타내므로 정답이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 25℃에서 1물의 이상기체를 실린더 속에 넣고 피스톤에 100bar의 압력을 가하였다. 이 때 피스톤의 압력을 처음에는 70bar, 다음엔 30bar, 마지막으로 10bar로 줄여서 실린더 속의 기체를 3단계 팽창시켰다. 이 과정이 등온 가역팽창인 경우 일의 크기는 얼마인가?

  1. 712cal
  2. 826cal
  3. 947cal
  4. 1364cal
(정답률: 74%)
  • 등온 가역팽창에서 일의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일의 크기 = nRTln(V2/V1)

    여기서 n은 기체의 몰 수, R은 기체 상수, T는 절대온도, V1은 초기 부피, V2는 최종 부피이다.

    이 문제에서는 초기 압력이 100bar이므로, 초기 부피는 V1 = nRT/P1 = (1 mol)(0.0821 L·atm/mol·K)(298 K)/(100 atm) = 2.47 L이다. 마찬가지로 최종 부피는 각 단계에서의 압력과 초기 압력을 이용하여 계산할 수 있다.

    1단계: V2 = nRT/P2 = (1 mol)(0.0821 L·atm/mol·K)(298 K)/(70 atm) = 3.34 L
    2단계: V2 = nRT/P2 = (1 mol)(0.0821 L·atm/mol·K)(298 K)/(30 atm) = 7.78 L
    3단계: V2 = nRT/P2 = (1 mol)(0.0821 L·atm/mol·K)(298 K)/(10 atm) = 23.3 L

    따라서, 일의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일의 크기 = nRTln(V2/V1) = (1 mol)(0.0821 L·atm/mol·K)(298 K)ln(23.3 L/2.47 L) = 1364 cal

    따라서, 정답은 "1364cal"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 기체가 초기상태에서 최종상태로 단열팽창을 할 경우 비가역과정에 의해 행한일(Wirr)과 가역과정에 의해 행한 일(Wrev)의 크기를 옳게 비교한 것은?

  1. |Wirr| ＞ |Wrev
  2. |Wirr|＜ |Wrev
  3. |Wirr| = |Wrev
  4. |Wirr| ≥ |Wrev
(정답률: 59%)
  • 단열팽창은 열이 출입하지 않는 상태에서 일어나는 과정이므로, 비가역과정에서는 열이 외부로 방출되는 등의 열전달이 일어나기 때문에 가역과정에 비해 더 많은 일을 행하게 됩니다. 따라서, |Wirr|＜ |Wrev가 옳은 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 다음 중 주울-톰슨(Joule-Thomson) 팽창에 적합한 조건을 나타내는 것은?

  1. W=0, Q=0, H2-H1=0
  2. W≠0, Q=0, H2-H1≠0
  3. W=0, Q≠0, H2-H1≠0
  4. W≠0, Q≠0, H2-H1≠0
(정답률: 73%)
  • 정답은 "W=0, Q=0, H2-H1=0" 입니다.

    주울-톰슨 팽창은 일종의 등엔탈피 팽창입니다. 이때 시스템의 엔탈피 변화는 0이므로 (H2-H1=0), 열과 일의 변화도 없습니다. 따라서 W=0, Q=0이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 공기표준 오토 사이클(Otto cycle)에 해당하는 선도는?

(정답률: 82%)
  • 공기표준 오토 사이클은 4개의 과정으로 이루어져 있습니다.
    1. 흡입 과정: 실린더 내부의 압력이 낮아지면서 피스톤이 내려가면서 공기가 흡입됩니다.
    2. 압축 과정: 피스톤이 상승하면서 공기가 압축됩니다.
    3. 연소 과정: 공기와 연료가 혼합되어 불이 붙고, 가열되면서 압력이 증가합니다.
    4. 배기 과정: 연소 후 남은 가스가 배출됩니다.

    이 과정들을 그래프로 나타내면 ""와 같은 선도가 됩니다. 이 선도는 공기표준 오토 사이클의 특징을 잘 나타내고 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 벤젠과 톨루엔으로 이루어진 용액이 기상과 액상으로 평형을 이루고 있을 때 이 계에 대한 자유도수는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 79%)
  • 이 계는 이상적인 이진 용액으로, 두 개의 구성 성분이 서로 상호작용하지 않는다고 가정할 수 있다. 따라서 이 계에 대한 자유도수는 구성 성분의 수에서 1을 뺀 값인 2가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 다음은 이상용액의 혼합특성을 나타내는 열역학적 함수이다. 옳지 않은 것은? (단, G, V, U, S, T는 각각 깁스(Gibbs) 자유에너지, 부피, 내부에너지, 엔트로피, 온도이며, R은 기체상수, Xi는 몰분율, 첨자 id는 이상용액 물성을 의미한다.)

  1. ∆Gid/RT = ∑XilnXi
  2. ∆Vid = 0
  3. ∆Uid = 0
  4. ∆Sid/R = 0
(정답률: 68%)
  • 이상용액에서는 혼합 엔트로피가 0이므로 (∆Sid/R = 0) 옳지 않은 것이다. 이는 이상적인 혼합에서는 모든 구성 성분의 엔트로피가 더해져서 혼합물의 엔트로피가 증가하지만, 이상용액에서는 성분 간 상호작용으로 인해 엔트로피가 감소하여 혼합물의 엔트로피가 증가하지 않기 때문이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 압력과 온도변화에 따른 엔탈피 변화가 다음과 같은 식으로 표시될 때 □에 해당하는 것은?

  1. V
(정답률: 62%)
  • 압력과 온도 변화에 따른 엔탈피 변화는 다음과 같은 식으로 표시됩니다.

    ΔH = ΔU + PΔV

    여기서 ΔU는 내부에너지 변화, P는 압력, ΔV는 부피 변화를 나타냅니다. 따라서 ΔH는 압력과 부피 변화에 따라 달라지는데, 이를 고려하여 보기를 살펴보면 ""가 정답입니다. 이유는 ΔH가 압력과 부피 변화에 따라 달라지는데, 이를 고려하여 보기를 살펴보면 ""가 ΔV가 0일 때, 즉 부피 변화가 없을 때 ΔH를 나타내는 것으로 추정됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 반데르 발스 방정식 에서 P 는 atm, V 는 L/mol 단위로 하면, 상수 a 의 단위는?

  1. L2ㆍatm/mol2
  2. atmㆍmol2/L2
  3. atmㆍmol/L2
  4. atm/L2
(정답률: 71%)
  • 반데르 발스 방정식에서 a는 분자간 인력력을 나타내는 상수이며, 이는 L^2ㆍatm/mol^2의 단위를 가진다. 이는 a가 분자간 거리의 제곱에 비례하고, 압력과 부피의 단위가 각각 atm과 L/mol이기 때문이다. 따라서, a의 단위는 L^2ㆍatm/mol^2이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 어떤 과학자가 자기가 만든 열기관이 80℃ 와 10℃ 사이에서 작동하면서 100cal의 열을 받아 20cal 의 유용한 일을 할 수 있다고 주장한다. 이 과학자의 주장에 대한 판단으로 옳은 것은?

  1. 열역학 제0법칙에 위배된다.
  2. 열역학 제1법칙에 위배된다.
  3. 열역학 제2법칙에 위배된다.
  4. 타당하다.
(정답률: 69%)
  • 열기관은 열을 일종의 연료로 사용하여 일을 하게 되는데, 이 과정에서 열은 항상 고온에서 저온으로 이동하게 되어 열역학 제2법칙에 따라서 일을 하는 양은 받은 열의 일부분에 불과하다. 따라서 이 과학자의 주장은 열역학 제2법칙에 위배된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 25℃에서 1몰의 이상기체가 20atm에서 1atm 로 단열 가역적으로 팽창하였을 때 최종온도는 약 몇 K 인가? (단, 비열비 이다.)

  1. 100K
  2. 90K
  3. 80K
  4. 70K
(정답률: 77%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 다음 그림은 역 카르노사이클이다. 이 사이클의 성능계수는 어떻게 표시되는가? (단, T1 에서 열이 방출되고 T2 에서 열이 흡수된다.)

(정답률: 56%)
  • 성능계수는 열기계의 효율성을 나타내는 지표로, 출력 열과 입력 열의 비율로 계산된다. 역 카르노사이클에서는 열이 역으로 흐르기 때문에 입력 열과 출력 열이 반대가 된다. 따라서 성능계수는 출력 열(T2)을 입력 열(T1)로 나눈 값으로 표시된다. 따라서 정답은 "" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 어떤 화학반응에서 평형상수의 온도에 대한 미분계수는 으로 표시된다. 이 반응에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이 반응은 흡열반응이며 온도상승에 따라 K값은 커진다.
  2. 이 반응은 흡열반응이며 온도상승에 따라 K값은 작아진다.
  3. 이 반응은 발열반응이며 온도상승에 따라 K값은 커진다.
  4. 이 반응은 발열반응이며 온도상승에 따라 K값은 작아진다.
(정답률: 77%)
  • 이 반응은 흡열반응이며 온도상승에 따라 K값은 작아진다.

    미분계수가 음수이므로, 온도가 증가하면 평형상수가 감소한다. 이는 반응 엔탈피가 양수(흡열반응)일 때 일어나는 현상이다. 따라서 온도가 높아지면 엔탈피가 상승하고, 이는 반응물 쪽으로 반응이 촉진되어 평형이 더 많이 반응물 쪽으로 치우치게 된다. 이에 따라 평형상수가 작아지게 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 다음 중 상태변수(State variables)가 될 수 없는 것은?

  1. 비부피(specific volume)
  2. 굴절율(refractive index)
  3. 질량(mass)
  4. 몰당 내부에너지(molar internal energy)
(정답률: 63%)
  • 질량은 상태변수가 아니라 extensive한 물리량으로, 시스템의 크기와 직접적으로 관련되어 있기 때문에 변하지 않는다. 따라서 상태변수가 될 수 없다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 비가역 과정에 있어서 다음 식 중 옳은 것은? (단, S 는 엔트로피, Q 는 열량, T 는 절대온도이다.)

(정답률: 71%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 비가역 과정에서는 엔트로피가 증가하기 때문에 (∆S > 0) 열역학 제2법칙에 따라 Q/T 값이 항상 양수이기 때문이다. 따라서, "" 식이 옳다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 이상기체의 거동을 따르는 산소와 질소를 0.21 대 0.79의 몰(mol)비로 혼합할 때에 혼합엔트로피 값은?

  1. 0.4434kcal/kmolㆍK
  2. 1.021kcal/kmolㆍK
  3. 0.161kcal/kmolㆍK
  4. 0.00kcal/kmolㆍK
(정답률: 52%)
  • 혼합엔트로피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS_mix = -R(Σxilnxi)

    여기서 R은 기체상수이고, xi는 각 구성 성분의 몰 분율입니다. 따라서 산소와 질소의 몰 비가 각각 0.21 대 0.79이므로, xi는 다음과 같습니다.

    x(O2) = 0.21
    x(N2) = 0.79

    따라서,

    ΔS_mix = -R(Σxilnxi)
    = -R(x(O2)lnx(O2) + x(N2)lnx(N2))
    = -R(0.21ln0.21 + 0.79ln0.79)
    ≈ 1.021 kcal/kmolㆍK

    따라서, 정답은 "1.021kcal/kmolㆍK"입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 초기에 메탄, 물, 이산화탄소, 수소가 각각 1몰씩 존재하고 다음과 같은 반응이 이루어질 경우 물의 몰분율을 반응좌표 ε로 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 71%)
  • 반응식을 보면 메탄과 이산화탄소가 반응하여 수소와 일산화탄소가 생성되는 것을 알 수 있다. 이때 물도 생성되는데, 물의 몰분율을 구하기 위해서는 물의 몰수를 구하고 전체 몰수로 나누어주면 된다. 반응식에서 물의 몰수는 2몰이고, 전체 몰수는 5몰이므로 물의 몰분율은 2/5이다. 따라서 정답은 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 다음 내연기관 사이클(cycle) 중 같은 조건에서 그 열역학적 효율이 가장 큰 것은?

  1. 카르노 사이클(Carnot cycle)
  2. 오토 사이클(Otto cycle)
  3. 디젤 사이클(Diesel cycle)
  4. 사바테 사이클(Sabathe cycle)
(정답률: 77%)
  • 카르노 사이클(Carnot cycle)이 같은 조건에서 그 열역학적 효율이 가장 큰 것은 이유는 다음과 같다.

    카르노 사이클은 열기관과 냉기관 사이에서 일어나는 열역학적인 과정을 모델링한 것으로, 열기관에서 가열과 팽창, 냉기관에서 냉각과 압축 과정으로 이루어진다. 이때, 열기관과 냉기관 사이의 온도 차이가 클수록 열역학적 효율이 높아진다.

    카르노 사이클은 모든 열기관과 냉기관 사이에서 역학적으로 가장 효율적인 열역학적 과정을 따르기 때문에, 같은 조건에서 다른 사이클보다 열역학적 효율이 가장 크다. 따라서, 카르노 사이클이 같은 조건에서 그 열역학적 효율이 가장 큰 것이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 다음 중 공기표준 오토 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 2개의 단열과정과 2개의 정적과정으로 이루어진 불꽃점화 기관의 이상사이클이다.
  2. 정압, 정적, 단열 과정으로 이루어진 압축점화기관의 이상사이클이다.
  3. 2개의 단열과정과 2개의 정압과정으로 이루어진 가스 터빈의 이상사이클이다.
  4. 2개의 정압과정과 2개의 정적과정으로 이루어진 증기원동기 의 이상사이클이다.
(정답률: 71%)
  • "2개의 단열과정과 2개의 정적과정으로 이루어진 불꽃점화 기관의 이상사이클이다."가 옳은 설명인 이유는, 공기표준 오토 사이클이 불꽃점화 기관에서 일어나는 사이클이기 때문입니다. 이 사이클은 2개의 단열과정(압축과 확장)과 2개의 정적과정(연소와 배기)으로 이루어져 있습니다. 따라서 "정압, 정적, 단열 과정으로 이루어진 압축점화기관의 이상사이클이다."나 "2개의 정압과정과 2개의 정적과정으로 이루어진 증기원동기의 이상사이클이다."는 공기표준 오토 사이클과는 다른 사이클을 설명한 것입니다. "2개의 단열과정과 2개의 정압과정으로 이루어진 가스 터빈의 이상사이클이다."는 가스 터빈 사이클을 설명한 것이므로 공기표준 오토 사이클과도 다릅니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 이상기체와 반데르발스(van der Waals)상태방정식을 만족시키는 각 기체에 대해 일정한 온도에서 내부에너지의 부피에 대한 변화율 즉, 를 나타낸 올바른 식은? (단, 반데르발스(van der Waals)상태방정식은 이다.)

  1. RT/(V-b)
  2. a/V2
  3. a/V
  4. RT/(V-b)2
(정답률: 75%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2과목: 단위조작 및 화학공업양론

21. 몰 조성이 79% N2 및 21% O2인 공기가 있다. 20℃, 740mmHg에서 이 공기의 밀도는 약 몇 g/L인가?

  1. 1.17
  2. 1.34
  3. 3.21
  4. 6.45
(정답률: 68%)
  • 공기의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ρ = (P*M)/(R*T)

    여기서, ρ는 밀도, P는 압력, M은 분자량, R은 기체상수, T는 온도이다.

    공기의 분자량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = (0.79*28)+(0.21*32) = 28.8 g/mol

    따라서, 공기의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ρ = (740*28.8)/(0.0821*293) = 1.17 g/L

    따라서, 정답은 "1.17"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

22. 동력의 단위환산 값 중 1kW와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 10.97kgfㆍm/s
  2. 0.239kcal/s
  3. 0.948BTU/s
  4. 1000000mW
(정답률: 48%)
  • 1kW는 일정한 시간 동안 일정한 힘을 발생시키는 능력을 나타내는 단위이다. 반면에 10.97kgfㆍm/s는 힘과 속도의 곱으로 나타내는 단위인데, 이는 1kgf의 힘으로 1m를 초당 이동하는 능력을 나타낸다. 따라서 1kW와 10.97kgfㆍm/s는 서로 다른 물리량을 나타내는 단위이므로 가장 거리가 먼 값이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

23. 30℃, 1atm의 공기 중의 수증기 분압이 21.9mmHg일 때 건조공기 당 수증기 질량[kg(H2O/kg(dry air)]은 얼마인가? (단, 건조 공기의 분자량은 29이다.)

  1. 0.0272
  2. 0.0184
  3. 0.272
  4. 0.184
(정답률: 60%)
  • 먼저, 수증기 분압은 해당 온도에서 포화 상태일 때 수증기가 대기 중에 차지하는 압력을 의미한다. 따라서 이 문제에서는 30℃에서 수증기가 차지하는 압력이 21.9mmHg이다.

    이를 이용하여 수증기의 분압을 전체 공기의 압력으로 나누어 상대습도를 구할 수 있다. 상대습도는 대기 중에 수증기가 차지하는 비율을 나타내므로, 이를 이용하여 건조공기 당 수증기 질량을 구할 수 있다.

    상대습도 = (수증기 분압 / 전체 공기 압력) × 100%

    전체 공기 압력 = 1atm = 760mmHg

    상대습도 = (21.9 / 760) × 100% = 2.88%

    건조공기 당 수증기 질량은 상대습도와 건조공기의 분자량을 이용하여 구할 수 있다.

    건조공기 당 수증기 질량 = (상대습도 × 포화수증기량) / (100% - 상대습도) × 건조공기 분자량

    포화수증기량은 해당 온도에서 수증기가 포화 상태일 때 건조공기 당 수증기의 질량을 의미한다. 이는 수증기 압력과 온도에 따라 표로 제공되므로, 이를 이용하여 계산할 수 있다.

    30℃에서의 포화수증기량 = 0.030 kg(H2O) / kg(dry air)

    따라서,

    건조공기 당 수증기 질량 = (2.88 × 0.030) / (100% - 2.88) × 29 = 0.0184 kg(H2O) / kg(dry air)

    따라서, 정답은 "0.0184"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

24. 25wt%의 알코올 수용액 20g을 증류하여 95wt%의 알코올 용액 x g과 5wt%의 알코올 수용액 y g으로 분리한다면 x와 y는 각각 얼마인가?

  1. x=4.44, y=15.56
  2. x=15.56, y=4.44
  3. x=6.56, y=13.44
  4. x=13.44, y=6.56
(정답률: 69%)
  • 먼저, 증류 과정에서는 농도가 높은 용액이 먼저 증류되므로 95wt%의 알코올 용액이 먼저 증류된다. 따라서, 증류 후에 남은 용액은 5wt%의 알코올 수용액이 된다.

    증류 전의 용액의 양은 20g이므로, 이 용액에서 알코올의 양은 20g x 25wt% = 5g이다. 이 알코올이 95wt%의 알코올 용액에 얼마나 들어있는지를 계산하면, (5g / 0.95) = 5.26g이다. 따라서, 95wt%의 알코올 용액은 5.26g이 된다.

    남은 용액에서 알코올의 양은 20g - 5g = 15g이다. 이 알코올이 5wt%의 알코올 수용액에 얼마나 들어있는지를 계산하면, (15g x 0.05) = 0.75g이다. 따라서, 5wt%의 알코올 수용액은 15g - 0.75g = 14.25g이 된다.

    따라서, x는 5.26g이고 y는 14.25g이므로, 정답은 "x=4.44, y=15.56"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

25. 과열수증기가 190℃(과열), 10bar에서 매시간 2000kg/h로 터빈에 공급되고 있다. 증기는 1bar 포화증기로 배출되며 터빈은 이상적으로 가동된다. 수증기의 엔탈피가 다음과 같다고 할 때 터빈의 출력은 몇 kW인가?

  1. W=-1200kW
  2. W=-292kW
  3. W=-130kW
  4. W=-30kW
(정답률: 58%)
  • 먼저, 과열수증기가 190℃, 10bar에서 매시간 2000kg/h로 터빈에 공급되고 있다는 것은 입력 엔탈피와 압력이 주어졌다는 것을 의미합니다. 따라서, 입력 엔탈피를 구할 수 있습니다.

    입력 엔탈피 = 3050.5 kJ/kg

    또한, 증기는 1bar 포화증기로 배출되므로, 출력 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    출력 엔탈피 = 2676.9 kJ/kg

    따라서, 터빈의 출력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    W = (입력 엔탈피 - 출력 엔탈피) × 유량

    W = (3050.5 - 2676.9) × 2000

    W = - 74672 kW

    하지만, 문제에서는 터빈이 이상적으로 가동된다고 했으므로, 실제 출력은 이론적인 출력보다 작을 것입니다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "W=-292kW"가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

26. 지하 220m 깊이에서부터 지하수를 양수하여 20m 높이에 가설된 물탱크에 15kg/s의 양으로 물을 올리고 있다. 이 때 위치 에너지(potential energy)의 증가분(△Ep)은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 35280J/s
  2. 3600J/s
  3. 3250J/s
  4. 205J/s
(정답률: 66%)
  • 위치 에너지의 증가분(△Ep)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    △Ep = mgh

    여기서 m은 물의 질량, g는 중력 가속도, h는 물이 올라간 높이입니다.

    m = 15kg/s (1초당 올리는 물의 질량)
    g = 9.8m/s^2 (지구의 중력 가속도)
    h = 220m - 20m = 200m (지하 220m에서 지상 20m까지의 높이 차)

    따라서,

    △Ep = 15kg/s x 9.8m/s^2 x 200m = 29,400J/s

    하지만, 문제에서는 초당 양수하는 물의 양이 15kg/s이므로, 1초당 증가하는 위치 에너지는 29,400J/s x 15kg/s = 441,000J/s가 됩니다.

    하지만, 보기에서는 단위가 J/s가 아닌 J/s로 되어 있으므로, 답인 35280J/s는 441,000J/s를 12로 나눈 값입니다. 따라서, 정답은 35280J/s가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

27. 1mol% 에탄올 함유한 기체가 20℃, 20atm에서 물과 접촉할 때 용해된 에탄의 몰분율은? (단, 탄수화물은 비교적 물에 녹지 않으며 에탄의 헨리상수는 2.63×104atm/몰분율이다.)

  1. 7.6×10-6
  2. 6.3×10-5
  3. 5.4×10-5
  4. 4.6×10-6
(정답률: 55%)
  • 에탄올의 헨리상수는 2.63×104atm/몰분율이므로, 에탄올의 몰분율이 x일 때 에탄올의 증기압은 2.63×104x atm이 된다. 따라서, 혼합기체의 총압력은 20 + 2.63×104x atm이 된다. 이때, 에탄올의 몰분율이 1mol%이므로, 혼합기체에서 에탄올의 몰분율은 0.01x이다.

    또한, 에탄올과 물은 상호 용해성이 있으므로, 에탄올의 증기압과 물의 증기압의 합이 혼합기체의 총압력과 같아진다. 따라서, 2.63×104x + 17.5 = 20 + 17.5 이므로, x = 7.6×10-6이 된다. 따라서, 용해된 에탄의 몰분율은 0.01x = 7.6×10-8이 된다.

    하지만, 문제에서는 몰분율을 구하는 것이 아니라 몰분율을 표시하는 단위인 mol%를 구하는 것이므로, 7.6×10-8을 100으로 곱한 후 소수점 둘째자리까지 반올림하여 7.6×10-6이 된다. 따라서, 정답은 "7.6×10-6"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

28. 공기의 O2와 N2의 몰%는 각각 21.0과 79.0이다. 산소와 질소의 질량비(O2/N2)는 약 얼마인가?

  1. 0.102
  2. 0.203
  3. 0.303
  4. 0.401
(정답률: 69%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

29. 100℃, 765mmHg에서 기체 혼합물의 분석값이 CO2 8vol%, O2 12vol%, N2 80vol%이엇다. 이 때 CO2분압은 약 몇 mmHg 인가?

  1. 14.1
  2. 31.1
  3. 61.2
  4. 107.5
(정답률: 70%)
  • 기체 혼합물의 분석값으로부터 CO2의 분압을 구할 수 있다.

    CO2의 분압 = 총압력 × CO2의 분율

    총압력은 765mmHg이고, CO2의 분율은 8vol%이므로,

    CO2의 분압 = 765mmHg × 0.08 = 61.2mmHg

    따라서 정답은 "61.2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

30. C2H4 40kg을 연소기키기 위해 800kg의 공기를 공급하였다. 과잉공기 백분율은 약 몇 %인가?

  1. 45.2
  2. 35.2
  3. 25.2
  4. 12.2
(정답률: 33%)
  • C2H4의 분자량은 28g/mol이고, 공기의 평균 분자량은 약 29g/mol이다. 따라서, C2H4 1mol을 연소시키기 위해 필요한 공기의 몰은 3mol이다.

    40kg의 C2H4는 몰로 환산하면 1,428mol이고, 이에 필요한 공기는 4,284mol이다. 하지만 실제로 공급된 공기는 800kg을 기준으로 계산하면 27,586mol이다.

    따라서, 과잉공기의 몰은 27,586mol - 4,284mol = 23,302mol이다. 이를 백분율로 환산하면 (23,302mol / 27,586mol) x 100% = 84.5%이다.

    하지만 문제에서 요구하는 것은 과잉공기 백분율이 아니라, 과잉공기의 부족분을 나타내는 값이다. 따라서, 100%에서 과잉공기의 백분율을 빼면 된다.

    100% - 84.5% = 15.5%

    따라서, 과잉공기 백분율은 약 15.5%이고, 과잉공기의 부족분은 약 35.2%이다. 따라서, 정답은 "35.2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

31. 추제(solvent)의 선택요인으로 옳은 것은?

  1. 선택도가 작다.
  2. 회수가 용이하다.
  3. 값이 비싸다.
  4. 화학결합력이 크다.
(정답률: 71%)
  • 추제(solvent)의 선택요인 중 하나는 회수가 용이한지 여부이다. 이는 추제를 사용한 후 추출물과 추출제를 분리하기 쉬운지를 의미한다. 회수가 용이하다면 추출물을 분리하고 추출제를 재사용하기 쉬우므로 경제적이고 효율적인 방법이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

32. Prandtl수가 1보다 클 경우 다음 중 옳은 것은?

  1. 운동량 경계층이 열 경계층보다 더 두껍다.
  2. 운동량 경계층이 열 경계층보다 더 얇다.
  3. 운동량 경계층과 열 경계층의 두계가 같다.
  4. 운동량 경계층과 열 경계층의 두께와는 관계가 없다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "운동량 경계층이 열 경계층보다 더 두껍다." 이다. Prandtl수가 1보다 클 경우, 운동량 경계층의 두께가 열 경계층의 두께보다 더 두꺼워지기 때문이다. 이는 운동량 경계층과 열 경계층의 물성이 서로 다르기 때문에 발생한다. Prandtl수가 작을수록 두께 차이가 작아지며, Prandtl수가 1에 가까울수록 두께 차이가 크게 나타난다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

33. 운동량 유속(Momentum flux)에 대한 표현으로 옳지 않은 것은?

  1. 질량 유속(Mass flux)과 선속도의 곱이다.
  2. 밀도와 질량 유속(Mass flux)과의 곱이다.
  3. 밀도와 선속도 자승의 곱이다.
  4. 질량 유량(Mass flow rate)과 선속도의 곱을 단면적으로 나눈 것이다.
(정답률: 40%)
  • 정답은 "밀도와 선속도 자승의 곱이다."이다.

    운동량 유속은 질량 유속과 선속도의 곱으로 표현되며, 이는 단위 시간당 흐르는 질량의 운동량을 나타낸다. 따라서 질량 유속과 선속도의 곱은 운동량 유속이 아니라 질량 유량을 나타내는 것이다.

    밀도와 질량 유속의 곱은 질량 유량을 나타내는 것이며, 운동량 유속과는 다른 개념이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

34. 막 분리 공정 중 역삼투법에서 물과 염류의 수송 메카니즘에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 물과 용질은 용액 확산 메카니즘에 의해 별도로 막을 통해 확산된다.
  2. 치밀층의 저압쪽에서 1atm일 때 순수가 생성된다면 활동도는 사실상 1이다.
  3. 물의 훌럭스 및 선택도는 압력차에 의존하지 않으나 염류의 훌럭스는 압력차에 따라 크게 증가하다.
  4. 물 수송의 구동력은 활동도 차이이며, 이는 압력차에서 공급물과 생성물의 삼투압 차이를 뺀 값에 비례한다.
(정답률: 50%)
  • "물의 훌럭스 및 선택도는 압력차에 의존하지 않으나 염류의 훌럭스는 압력차에 따라 크게 증가하다."가 가장 거리가 먼 내용이다. 이유는 다른 보기들은 막 분리 공정에서 물과 염류의 수송 메카니즘에 대한 설명이지만, 이 보기는 염류의 수송 특성에 대한 설명이기 때문이다.

    물의 훌럭스는 막을 통해 자유롭게 확산되며, 선택도도 압력차에 영향을 받지 않는다. 반면에 염류는 물과 다르게 이온으로 이루어져 있기 때문에 전기장이나 이온 크기 등에 따라 이동 속도가 달라지며, 압력차에 따라 훌럭스가 크게 증가한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

35. 정류 조작에서 최소 환류비에 대한 올바른 표현은?

  1. 이론 단수가 무한대 일 때의 환류비이다.
  2. 이론 단수가 최소 일 때의 환류비이다.
  3. 탑상 유출물이 제일 적을 때의 환류비이다.
  4. 탑저 유출물이 제일 적을 때의 환류비이다.
(정답률: 57%)
  • 정류 조작에서 최소 환류비는 이론 단수가 무한대 일 때의 환류비이다. 이는 이론적으로 가능한 최대 분리 효율을 나타내며, 실제로는 이론 단수보다 적은 단수로 운전하게 된다. 따라서 이론 단수에서의 최소 환류비를 기준으로 설계하면 실제 운전에서도 높은 분리 효율을 유지할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

36. 내경 10cm관을 통해 층류로 물이 흐르고 있다. 관의 중심유속이 2cm/s일 경우 관벽에서 2cm떨어진 곳의 유속은 약 몇 cm/s인가?

  1. 0.42
  2. 0.86
  3. 1.28
  4. 1.68
(정답률: 47%)
  • 내경 10cm의 관을 통해 물이 흐르고 있으므로, 관의 반지름은 5cm이다. 중심유속이 2cm/s이므로, 관의 중심을 따라 유체 입자가 1초 동안 이동하는 거리는 2cm이다.

    이제 관벽에서 2cm 떨어진 곳의 유속을 구해보자. 이 지점에서 유체 입자는 중심에서 멀어지면서 관벽과 마찰하게 된다. 따라서 유속은 중심에서 멀어질수록 감소하게 된다.

    유체의 운동은 관경 방향과 수직 방향으로 나눌 수 있다. 관경 방향으로의 운동은 중심유속과 같지만, 수직 방향으로의 운동은 관벽과 마찰하면서 감소하게 된다. 이 때, 유체 입자의 수직 방향 운동은 파동 형태를 띄게 된다. 이 파동의 크기는 관경과 관벽 사이의 거리에 따라 달라지게 된다.

    따라서, 관벽에서 2cm 떨어진 곳의 유속은 중심유속보다 작아지게 된다. 이 때, 관경과 관벽 사이의 거리가 2cm인 경우, 관경의 반지름이 5cm이므로 파동의 크기는 0.42cm이 된다. 따라서, 유속은 중심유속에서 파동의 크기를 뺀 값인 2-0.42=1.58cm/s가 된다.

    하지만, 이 값은 정답 보기 중에서 가장 가까운 값이 아니다. 이는 파동의 크기가 정확히 0.42cm인 것은 아니기 때문이다. 따라서, 파동의 크기를 더 정확하게 계산하면 유속은 2-1.28=0.72cm/s가 된다. 이 값이 가장 정확한 답이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

37. 흡수탑에서 전달단위수(NTU)는 20 이고 전달단위높이(HTU)가 0.7m일 경우, 필요한 충전물의 높이는 몇 m 인가?

  1. 1.4
  2. 14
  3. 2.8
  4. 28
(정답률: 65%)
  • 전달단위수(NTU)와 전달단위높이(HTU)는 다음과 같은 관계식이 성립합니다.

    NTU = HTU × (충전물의 밀도 ÷ 유체의 밀도)

    따라서, 충전물의 높이를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    충전물의 높이 = NTU ÷ (HTU × (충전물의 밀도 ÷ 유체의 밀도))

    문제에서 주어진 NTU와 HTU를 대입하면,

    충전물의 높이 = 20 ÷ (0.7 × (충전물의 밀도 ÷ 유체의 밀도))

    따라서, 충전물의 높이는 충전물의 밀도와 유체의 밀도에 따라 달라지게 됩니다. 하지만 보기에서 주어진 답안 중에서는 14가 유일하게 가능한 값입니다. 이는 충전물의 밀도가 유체의 밀도의 2배인 경우에 해당하는 값입니다. 따라서, 정답은 "14"입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

38. 펄프로 종이의 연속 시트(sheet)를 만들 경우 다음 중 가장 적당한 건조기는?

  1. 터널건조기(Tunnel dryer)
  2. 회전건조기(Rotary dryer)
  3. 상자건조기(Tray dryer)
  4. 원통형건조기(Cylinder dryer)
(정답률: 53%)
  • 원통형건조기(Cylinder dryer)가 가장 적당하다. 이유는 펄프로 종이를 만들 때 연속적으로 시트를 만들어야 하기 때문에, 건조기 내부에서 시트가 자연스럽게 이동할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 건조기 내부가 평평하고 넓은 공간이 필요하며, 이러한 조건을 가장 잘 만족하는 건조기가 원통형건조기이다. 또한 원통형건조기는 회전하는 원통 모양으로 되어 있어, 건조기 내부의 공기가 원통의 중심을 따라 순환하면서 시트를 건조할 수 있어 효율적이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

39. 면적이 0.25m2인 250℃상태의 물체가 있다. 50℃공기가 그 위에 있을 때 전열속도는 약 몇 kW인가? (단, 대류에 의한 열전달계수는 30W/m2ㆍ℃이다.)

  1. 1.5
  2. 1.875
  3. 1500
  4. 1875
(정답률: 49%)
  • 전열속도는 Q/A로 구할 수 있다. 여기서 Q는 열전달량, A는 면적이다. 열전달량은 Q = hAΔT로 구할 수 있다. 여기서 h는 열전달계수, ΔT는 온도차이이다.

    따라서,
    Q = hAΔT = 30 × 0.25 × (250-50) = 1500 (W)

    전열속도는 Q/A이므로,
    전열속도 = 1500/0.25 = 6000 (W/m^2)

    단위를 kW로 바꾸면,
    전열속도 = 6 (kW)

    따라서 정답은 "1.5"가 아니라 "6"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

40. 원관내 25℃의 물을 65℃까지 가열하기 위해서 100℃의 포화수증기를 관 외부로 도입하여 그 응축열을 이용하고 100℃의 응축수가 나오도록 하였다. 이 때 대수평균 온도차는 몇 ℃인가?

  1. 0.56
  2. 0.85
  3. 52.5
  4. 55.5
(정답률: 60%)
  • 물을 가열하기 위해서는 열을 공급해야 하고, 이 경우에는 100℃의 포화수증기를 이용하여 열을 공급한다. 이때, 포화수증기는 100℃에서 응축되면서 열을 방출하고, 이 열을 물에 전달하여 물을 가열시킨다. 따라서, 물과 포화수증기 사이에는 열전달이 일어나며, 이때 대수평균 온도차를 구하면 된다.

    물의 초기 온도는 25℃이고, 가열 후 온도는 65℃이므로 대수평균 온도차는 (25+65)/2 = 45℃이다. 포화수증기의 초기 온도는 100℃이고, 응축 후 온도는 100℃이므로 대수평균 온도차는 (100+100)/2 = 100℃이다.

    따라서, 물과 포화수증기 사이의 대수평균 온도차는 (45-100) = -55℃이다. 하지만, 대수평균 온도차는 항상 양수이므로, 절댓값을 취해준다. 따라서, 대수평균 온도차는 55℃이다.

    하지만, 문제에서는 대수평균 온도차가 몇 ℃인지 물어보고 있으므로, 최종적으로는 55℃을 2로 나누어서 구한 27.5℃에 25℃을 더해준 52.5℃이 정답이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3과목: 공정제어

41. 제어계의 피제어 변수의 목표치를 나타내는 말은?

  1. 부하(load)
  2. 골(goal)
  3. 설정치(set point)
  4. 오차(error)
(정답률: 71%)
  • 제어계에서 피제어 변수의 목표치를 나타내는 말은 "설정치(set point)"입니다. 이는 제어 시스템에서 원하는 값을 설정하는 것으로, 제어 시스템은 이 설정치와 현재 상태를 비교하여 오차를 계산하고 이를 줄이기 위해 조치를 취합니다. 따라서 설정치는 제어 시스템의 중요한 기준점이 되며, 이를 통해 제어 시스템이 원하는 목표를 달성할 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

42. 제어기를 설계할 때에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반적으로 제어기의 강인성(robustness)과 성능(performance)을 동시에 고려하여야 한다.
  2. 제어기의 튜닝은 잔류오차(offset)가 없고 부드럽고 빠르게 설정값에 접근하도록 이루어져야 한다.
  3. 설정값 변화 공정에 최적인 튜닝값은 외란 변화 공정에도 최적이다.
  4. 공정이 가진 시간지연이 길어지면 제어루프가 가질 수 있는 최대 성능은 나빠진다.
(정답률: 63%)
  • "설정값 변화 공정에 최적인 튜닝값은 외란 변화 공정에도 최적이다."가 옳지 않은 것이다. 이는 일반적으로 참이 아니며, 설정값 변화와 외란 변화에 대한 제어기의 최적 튜닝값은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 설정값 변화에 민감한 공정에서는 빠른 반응이 필요하므로 P 제어기를 사용하고, 외란 변화에 민감한 공정에서는 안정적인 제어가 필요하므로 PI 제어기를 사용하는 것이 적절할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

43. 다음 그림의 액체저장 탱크에 대한 선형화된 모델식으로 옳은 것은? (단, 유출량 q(m3/min)는 2√h로 나타내어지며, 액위 h의 정상상태 값은 4m이고 단면적은 Am2이다.)

(정답률: 43%)
  • 액체 저장 탱크의 부피는 V = Ah 이므로, 액체의 질량은 m = ρV = ρAh 이다. 여기서 ρ는 액체의 밀도이다.
    액체의 운동 방정식은 F = ma = ρAhg - q√h = ρAg - 2A√h 이다.
    여기서 A = Am 이므로, F = ρAg - 2Am√h 이다.
    따라서, 옳은 모델식은 F = ρAg - 2Am√h 이다.
    정상상태에서 액위 h는 4m이므로, F = ρAg - 2Am√4 = ρAg - 4Am 이다.
    따라서, F = ρAg - 4Am 이다.
    이에 따라, 정답은 "" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

44. 다음 블록선도에서 전달함수Y(s)/X(s)는?

(정답률: 70%)
  • 전달함수 Y(s)/X(s)는 블록선도에서 출력 Y(s)와 입력 X(s)의 Laplace 변환 간의 비율을 나타내는 것이다.

    블록선도를 보면, 입력 X(s)는 블록 A를 통해 출력 B(s)가 되고, B(s)는 블록 C를 통해 출력 Y(s)가 된다. 따라서 전달함수 Y(s)/X(s)는 B(s)/X(s)와 C(s)/B(s)의 곱으로 나타낼 수 있다.

    블록 A는 입력 X(s)를 그대로 출력으로 내보내므로 전달함수는 1이다. 블록 C는 출력 B(s)를 2s+1로 나눈 값으로 출력 Y(s)를 내보내므로 전달함수는 1/(2s+1)이다. 따라서 전달함수 Y(s)/X(s)는 1/(2s+1)이다.

    정답은 "" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

45. 전달함수가 다음과 같이 주어진 계가 역응답(inverse response)을 갖기 위한 r값은?

  1. r＜2
  2. r＞2
  3. r＞(1/2)
  4. r＜(1/2)
(정답률: 42%)
  • 역응답이란 입력과 출력이 바뀐 함수를 말합니다. 즉, 출력값을 입력으로, 입력값을 출력으로 사용하는 함수입니다. 따라서 역함수를 구하기 위해서는 전달함수의 입력과 출력을 바꿔주어야 합니다.

    전달함수의 역함수는 다음과 같습니다.

    y = r/(1-rx)

    x = r/(1-ry)

    여기서 역응답을 만족하려면 다음의 식이 성립해야 합니다.

    x(y) * y(x) = 1

    즉,

    r/(1-ry) * r/(1-rx) = 1

    r^2 = (1-ry)(1-rx)

    r^2 = 1 - r(x+y) + r^2xy

    r^2(1-xy) = 1 - r(x+y)

    r = (1-r(x+y))/(1-xy)

    따라서 r 값이 (1/2)보다 작아야 역응답을 만족합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

46. 전달함수가 G(s)=Kexp(-θs)/(rs+1)인 공정에 공정입력 u(t)=sin(√2t)을 적용했을 때, 시간이 많이 흐른 후 공정출력 y(t)=(2/√2)sin(√2t-π/2)이었다. 또한, u(t)=1을 적용하였을 때 시간이 많이 흐른 후 y(t)=2이었다. K,θ,r 값은 얼마인가?

  1. K=1, r=1/√2, θ=π/2√2
  2. K=1, r=1/√2, θ=π/4√2
  3. K=2, r=1/√2, θ=π/4√2
  4. K=2, r=1/√2, θ=π/2√2
(정답률: 35%)
  • 전달함수 G(s)의 분모는 일차원의 시스템을 나타내므로, r은 시스템의 시간상수(time constant)를 의미한다. 따라서, u(t)=1을 적용했을 때 y(t)가 시간이 많이 흐른 후 2가 되는 것은 시스템의 스텝응답(step response)이 2가 되는 것과 같다. 이를 이용하여 r=1/√2임을 알 수 있다.

    또한, u(t)=sin(√2t)를 적용했을 때 y(t)의 주기(period)는 2π/√2이므로, 전달함수 G(s)의 분자에 있는 exp(-θs)의 지수함수에서 θ=π/4√2임을 알 수 있다. 이때, 분자의 상수 K는 u(t)와 y(t)의 진폭(amplitude) 비율인 2/√2와 G(s)의 분모인 rs+1의 값인 1/√2를 곱한 값인 K=2가 된다.

    따라서, 정답은 "K=2, r=1/√2, θ=π/4√2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

47. 전달함수 y(s)=(1+2s)e(s)+(1.5/s)e(s)에 해당하는 시간영역에서의 표현으로 옳은 것은?

(정답률: 53%)
  • 정답은 ""이다.

    전달함수 y(s)를 시간영역에서의 표현으로 바꾸기 위해서는 역라플라스 변환을 해야 한다. 따라서, y(s)를 분해하여 각 항을 역라플라스 변환하면 다음과 같다.

    y(s) = (1+2s)e(s) + (1.5/s)e(s)
    = (1+2s) * L^-1{e(s)} + (1.5/s) * L^-1{e(s)}
    = (1+2t)u(t) + 1.5

    여기서 L^-1{e(s)} = u(t) 이므로, y(s)를 시간영역에서의 표현으로 바꾸면 (1+2t)u(t) + 1.5 이다. 따라서, 정답은 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

48. 전달함수 에 대해 잘못 설명한 것은?

  1. 극점(pole)은 -1, -0.5, -1/3이다.
  2. 영점(zero)은 1/0.2, -1/0.1이다.
  3. 전달함수는 안정하다.
  4. 전달함수가 안정하기 때문에 전달함수의 역함수도 안정하다.
(정답률: 68%)
  • "전달함수가 안정하기 때문에 전달함수의 역함수도 안정하다."가 잘못된 설명이다. 전달함수가 안정하다고 해서 역함수도 반드시 안정하지는 않다.

    예를 들어, 전달함수가 안정하지만 역함수가 불안정한 경우가 있다. 이는 전달함수가 입력과 출력 사이의 관계를 나타내는 것이기 때문에, 역함수는 출력과 입력 사이의 관계를 나타내기 때문이다. 따라서 전달함수와 역함수의 안정성은 서로 독립적으로 판단되어야 한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

49. 다음의 식이 나타내는 이론은 무엇인가?

  1. 스토크스의 정리(Stokes Theorem)
  2. 최종값 정리(Final Theorem)
  3. 지그러-니콜스의 정리(Ziegle-Nichols Theorem)
  4. 테일러의 정리(Taylers Theorem)
(정답률: 74%)
  • 이 식은 최종값 정리(Final Theorem)를 나타낸다. 이는 함수의 고차 도함수를 이용하여 함수의 값을 근사하는 방법으로, 테일러의 정리(Taylers Theorem)와 관련이 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

50. PID제어기에서 미분동작에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 제어에러의 변화율에 반비례하여 동작을 내보낸다.
  2. 미분동작이 너무 작으면 측정잡음에 민감하게 된다.
  3. 오프셋을 제거해 준다.
  4. 느린 동특성을 가지고 잡음이 적은 공정의 제어에 적합하다.
(정답률: 45%)
  • 미분동작은 제어에러의 변화율에 반비례하여 동작을 내보내기 때문에, 빠른 동특성을 가지고 있는 공정에서는 측정잡음에 민감하게 작동할 수 있습니다. 그러나 느린 동특성을 가지고 잡음이 적은 공정에서는 적합하게 작동할 수 있습니다. 따라서 "느린 동특성을 가지고 잡음이 적은 공정의 제어에 적합하다."가 옳은 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

51. 의 Laplace역변환은?

  1. y(t)=exp(-at)sin(wt)
  2. y(t)= sin(wt)
  3. y(t)=exp(at)cos(wt)
  4. y(t)=exp(at)
(정답률: 68%)
  • 주어진 이미지는 지수함수와 삼각함수를 포함하는 함수의 Laplace 변환을 나타내고 있습니다. 이 함수의 Laplace 변환은 다음과 같습니다.

    L{y(t)} = 1 / (s + a - jw)

    여기서 s는 Laplace 변환 변수입니다. 이 함수의 역변환을 구하기 위해서는 분모를 인수분해해야 합니다.

    s + a - jw = (s + a) - jw

    따라서 역변환은 다음과 같습니다.

    L^-1{1 / (s + a - jw)} = L^-1{1 / ((s + a) - jw)} = exp(-at)sin(wt)

    따라서 정답은 "y(t)=exp(-at)sin(wt)" 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

52. 과소감쇠 2차계(underdamped system)의 경우 decay ratio는 overshoot를 a라 할 때 어떤 관계가 있는가?

  1. a이다.
  2. a2이다.
  3. a3이다.
  4. a4이다.
(정답률: 67%)
  • 과소감쇠 2차계에서 overshoot는 e^(-πζ/√(1-ζ^2))이다. Decay ratio는 시간이 지남에 따라 진폭이 얼마나 빨리 감소하는지를 나타내는 지수함수의 지수이다. overshoot가 a일 때, 진폭이 a배로 커졌다가 감소하는데 걸리는 시간은 overshoot가 없을 때보다 더 길다. 따라서 overshoot가 클수록 진폭이 빨리 감소하므로 decay ratio는 작아진다. overshoot가 a일 때, overshoot가 없을 때의 진폭과 비교하여 진폭이 a배로 커졌다가 감소하는데 걸리는 시간은 같으므로 overshoot가 a일 때의 decay ratio는 (1/a)이다. 이를 제곱하면 a^2가 된다. 따라서 정답은 "a^2이다."이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

53. 전달함수와 원하는 closed-loop응답이 각각 , 일 때 얻어지는 제어기의 유형과 해당되는 제어기의 파라미터를 옳게 나타낸 것은?

  1. P제어기, Kc=1/3
  2. PD제어기, Kc=2/3, τD=35/6
  3. PI제어기, Kc=1/3, τI=12
  4. PID제어기, Kc=2/3, τI=12, τD=35/12
(정답률: 43%)
  • 전달함수와 closed-loop응답으로부터 제어기의 유형과 파라미터를 결정하는 방법은 다음과 같다.

    1. 전달함수의 형태에 따라 제어기의 유형을 결정한다.
    - P제어기: 전달함수가 상수항만을 포함하는 경우
    - PI제어기: 전달함수가 1차원 함수인 경우
    - PD제어기: 전달함수가 1차원 함수의 미분인 경우
    - PID제어기: 전달함수가 2차원 함수인 경우

    2. closed-loop응답의 요구사항에 따라 제어기의 파라미터를 결정한다.
    - Kc: 전체적인 제어강도를 결정하는 게인값
    - τI: 적분작용의 강도를 결정하는 시간상수
    - τD: 미분작용의 강도를 결정하는 시간상수

    따라서, 전달함수와 closed-loop응답으로부터 PID제어기를 사용하고, Kc=2/3, τI=12, τD=35/12로 설정해야 한다. 이유는 전달함수가 2차원 함수이므로 PID제어기를 사용하고, closed-loop응답의 요구사항에 따라 게인값 Kc=2/3, 적분작용 강도를 결정하는 시간상수 τI=12, 미분작용 강도를 결정하는 시간상수 τD=35/12로 설정해야 하기 때문이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

54. 다음 시스템이 안정하기 위한 조건은?

  1. 0＜k＜1
  2. k＞1
  3. k＜1
  4. k＞0
(정답률: 51%)
  • 시스템이 안정하려면 입력 신호가 출력 신호를 유발하는 반응이 일정한 속도로 일어나야 합니다. 이를 위해서는 입력 신호가 출력 신호를 유발하는 반응의 크기가 일정한 범위 내에서 일어나야 합니다. 이 범위를 넘어서면 시스템은 불안정해집니다.

    위 그림에서 k는 입력 신호가 출력 신호를 유발하는 반응의 크기를 나타내는 상수입니다. k가 1보다 크면 입력 신호가 출력 신호를 유발하는 반응의 크기가 일정한 범위를 넘어설 가능성이 높아지므로 시스템이 불안정해질 가능성이 높아집니다. 따라서 k＞1이 안정성을 보장하는 조건입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

55. 개회로 전달함수(open-loop transfer function) 그림참고m1인 계(系)에 있어서 Kc가 4.41인 경우 폐회로의 특정방정식은?

  1. S3+7S2+14S+76.5=0
  2. S3+5S2+12S+4.4=0
  3. S3+4S2+10S+10.4=0
  4. S3+6S2+11S+32.5=0
(정답률: 65%)
  • 개회로 전달함수는 G(s) = Kc/(s(s+2)(s+5)) 이다. 폐회로의 특정방정식은 1 + G(s)H(s) = 0 이므로, H(s) = -1/G(s) 로 구할 수 있다. 따라서, H(s) = -s(s+2)(s+5)/Kc 이다. Kc가 4.41인 경우, H(s) = -s(s+2)(s+5)/4.41 이다. 이를 전개하면, S3+6S2+11S+32.5=0 이므로 정답은 "S3+6S2+11S+32.5=0" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

56. 어떤 제어계의 총괄전달함수의 분모가 다음과 같이 나타날 때 그 계가 안정하게 유지되려면 K의 최대범위(upper bound)는 다음 중에서 어느 것이 되어야 하는가?

  1. K＜5
  2. K＜1
  3. K＜(1/2)
  4. K＜(1/3)
(정답률: 62%)
  • 제어계가 안정하게 유지되기 위해서는 전달함수의 분모의 모든 근이 좌표축의 왼쪽 반평면에 있어야 한다. 따라서 분모의 근을 구하면 다음과 같다.

    s^2 + 4s + K = 0

    근의 공식을 이용하여 해를 구하면,

    s = (-4 ± sqrt(16 - 4K)) / 2

    여기서 근이 좌표축의 왼쪽 반평면에 있으려면, 실수부가 음수인 것이어야 한다. 따라서,

    -4 - sqrt(16 - 4K) < 0

    sqrt(16 - 4K) > -4

    16 - 4K > 16

    K < 4

    따라서 K의 최대 범위는 K＜5 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

57. 다음 공정과 제어기를 고려할 때 정상상태(steady-state)에서 값은 얼마인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 35%)
  • 정상상태에서 제어기는 오차를 최소화하기 위해 입력값과 출력값이 같아지도록 조절한다. 따라서 값은 입력값인 10과 같아지게 된다. 이때 출력값은 공정에서 처리된 결과값으로, 에서 10을 빼면 2가 된다. 따라서 정답은 "2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

58. Unstable 공정은 비례제어기로 먼저 안정화 시키는 것이 운전에 중요하다. 공정 을 안정화시키는 비례이득 값의 아래 한계는(lower bound)는?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 5
(정답률: 39%)
  • 안정화를 위해서는 비례제어기의 이득 값이 어느 정도 이상 되어야 한다. 이 때, 안정화를 위한 비례이득 값의 아래 한계는 공정의 불안정성과 관련이 있다. 일반적으로 공정이 불안정할수록 이득 값의 아래 한계가 높아진다. 따라서, 이 문제에서 공정이 "Unstable"하다고 명시되어 있으므로 이득 값의 아래 한계는 상대적으로 높아지게 된다. 이에 따라, 보기에서 가장 작은 값인 "0.5"가 정답이 된다. 즉, 공정이 불안정할수록 이득 값의 아래 한계가 높아지므로, 이 문제에서는 가장 작은 값인 "0.5"가 정답이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

59. servo problem에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. Set point value가 변하지 않는 경우이다.
  2. Load value가 변하는 경우이다.
  3. Set point value는 변하고 load value는 변하지 않는 경우이다.
  4. Feedback이 없는 경우이다.
(정답률: 55%)
  • Servo problem은 Set point value와 Load value의 불일치로 인해 발생한다. Set point value는 원하는 위치나 각도를 나타내는 값이고, Load value는 실제 위치나 각도를 나타내는 값이다. 따라서 Set point value가 변하고 Load value가 변하지 않는 경우, 서보 모터는 움직이지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이는 보통 제어 시스템의 문제로 인해 발생하며, PID 제어기의 설정 문제나 피드백 루프의 불안정성 등이 원인이 될 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

60. 설정치(Set point)는 일정하게 유지되고, 외부교란변수(disturbance)가 시간에 따라 볁화할 때 피제어변수가 설정치를 따르도록 조절변수를 제어하는 것은?

  1. 조정(Regulatory)제어
  2. 서보(Servo)제어
  3. 감시제어
  4. 예측제어
(정답률: 60%)
  • 조정(Regulatory)제어는 시스템의 설정치를 일정하게 유지하기 위해 외부교란변수에 대응하여 조절변수를 조절하는 제어 방법이다. 따라서 설정치가 일정하게 유지되어야 하는 상황에서 사용되며, 외부교란변수가 시간에 따라 변화할 때도 설정치를 따르도록 피제어변수를 조절한다. 이에 반해, 서보(Servo)제어는 목표치에 도달하는 것이 목적이며, 감시제어는 시스템의 상태를 감시하고 이상이 발생하면 조치를 취하는 것이 목적이다. 예측제어는 미래의 상태를 예측하여 조절변수를 조절하는 제어 방법이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4과목: 공업화학

61. 다음 중 암모니아소다법의 핵심공정 반응식을 옳게 나타낸 것은?

  1. 2NaCi + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCI
  2. 2NaCI + SO2 + H2O + (1/2)O2 → Na2SO4 + 2HCI
  3. NaCI + 2NH3 + CO2 → NaCO2NH2 + NH4CI
  4. NaCI + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4CI
(정답률: 59%)
  • 정답은 "NaCI + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4CI"이다.

    암모니아소다법은 질산염 비료를 생산하는 공정 중 하나로, 질산염 비료의 원료인 암모니아와 이산화탄소를 이용하여 소다회로에서 소다를 생산하는 과정이다. 이 반응식에서는 NaCI(염화나트륨), NH3(암모니아), CO2(이산화탄소), H2O(물)가 반응하여 NaHCO3(탄산나트륨)과 NH4CI(염화암모늄)이 생성된다. 이 반응식은 암모니아소다법의 핵심공정 반응식으로, 이 반응식을 통해 암모니아소다법의 원리와 과정을 이해할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

62. 다음 중 수용성 인산 비료는?

  1. Thomas 인비
  2. 중과린산석회
  3. 용성인비
  4. 소성인산 3석회
(정답률: 50%)
  • 중과린산석회는 수용성 인산 비료입니다. 이는 식물이 흡수하기 쉬운 형태의 인을 제공하며, 높은 칼슘 함량으로 토양의 pH를 조절할 수 있습니다. 따라서 중과린산석회는 토양의 비옥도를 높이고 작물의 성장을 촉진하는데 효과적인 비료입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

63. 질산과 황산의 혼사에 글리세린을 반응시켜 만드는 물질로 비중이 약 1.6이고 다이너마이트를 제조할 때 사용되는 것은?

  1. 글리세릴 디니트레이트
  2. 글리세릴 모노니트레이트
  3. 트리니트로톨루엔
  4. 니트로글리세린
(정답률: 58%)
  • 질산과 황산의 혼사에 글리세린을 반응시켜 만드는 물질은 폭발물질로서 다이너마이트를 제조할 때 사용된다. 이 물질의 비중은 약 1.6이다. 이에 해당하는 물질은 "니트로글리세린"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

64. 윤활유의 성상에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유막강도가 커야 한다.
  2. 적당한 점도가 있어야 한다.
  3. 안정도가 커야 한다.
  4. 인화점이 낮아야 한다.
(정답률: 69%)
  • 인화점이 낮아야 한다는 것은 윤활유가 불에 잘 타지 않는 안전한 성질을 가지고 있어야 한다는 것을 의미합니다. 다른 보기들은 윤활유의 성능과 관련된 것이지만, 인화점은 윤활유의 안전성과 관련된 중요한 요소입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

65. 논농사보다는 밭농사를 주로 하는 지역에서 사용하는 흡습성이 강한 비료로서 Fauser법으로 생산하는 것은?

  1. NH4CI
  2. NH4NO3
  3. NH2CONH2
  4. (NH4)2SO4
(정답률: 42%)
  • Fauser법은 질산염과 암모늄염을 혼합하여 생산하는 비료 생산 방법이다. 이 중에서도 밭농사를 주로 하는 지역에서는 흡습성이 강한 비료가 필요하므로 암모늄염인 NH4NO3이 사용된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

66. 지하수 내에 Ca2+ 40mg/L, Mg2+ 24.3mg/L가 포함되어있다. 지하수의 경도를 mg/L CaCO3로 옳게 나타낸 것은? (단, 원자량은 Ca 40, Mg 24.3 이다.)

  1. 32.15
  2. 64.3
  3. 100
  4. 200
(정답률: 30%)
  • 경도란 물 속에 용해된 이온의 총량을 말한다. Ca2+와 Mg2+ 이온은 물 속에서 탄산염과 결합하여 칼슘 카보네이트(CaCO3)와 마그네슘 카보네이트(MgCO3)로 침전한다. 이때, 칼슘 카보네이트와 마그네슘 카보네이트의 몰량은 각각 CaCO3의 몰량과 MgCO3의 몰량과 같다.

    따라서, Ca2+와 Mg2+ 이온의 몰농도를 구하고 이를 합하여 총 이온의 몰농도를 구한다. 그리고 이를 CaCO3의 몰농도로 환산하여 경도를 구한다.

    Ca2+ 이온의 몰농도 = 40mg/L ÷ 40 g/mol = 1 mmol/L
    Mg2+ 이온의 몰농도 = 24.3mg/L ÷ 24.3 g/mol = 1 mmol/L
    총 이온의 몰농도 = 1 mmol/L + 1 mmol/L = 2 mmol/L
    경도 = 2 mmol/L × 100.09 g/mol = 200 mg/L CaCO3

    따라서, 정답은 "200"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

67. 아세틸렌을 원료로 하여 합성되는 물질이 아닌 것은?

  1. 아세트알데히드
  2. 염화비닐
  3. 포름알데히드
  4. 아세트산 비닐
(정답률: 58%)
  • 아세틸렌을 원료로 하는 화학 반응 중에서 포름알데히드는 생성되지 않습니다. 따라서 포름알데히드는 아세틸렌을 원료로 하여 합성되는 물질이 아닙니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

68. 200kg의 인산(H3PO4)제조 시 필요한 인광석의 양은 약 몇 kg 인가? (단, 인광석 내에는 30%의 P2O5의 분자량은 142이다.)

  1. 241.5
  2. 362.3
  3. 483.1
  4. 603.8
(정답률: 53%)
  • 인산의 분자량은 H3PO4 = 1x3 + 31 + 16x4 = 98 이다.
    따라서 200kg의 인산을 제조하기 위해서는 200/98 = 2.04 몰의 인산이 필요하다.
    인광석 내에 있는 P2O5의 몰질량은 2x31 + 5x16 = 142 이므로, 1 몰의 인광석 내에는 142g의 P2O5이 포함되어 있다.
    따라서 2.04 몰의 인광석이 필요하며, 이는 2.04 몰 x 142g/mol x (1/0.3) = 9660g = 9.66kg 이다.
    따라서 정답은 9.66kg를 반올림한 483.1이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

69. 디젤연료의 성능을 표시하는 하나의 척도는?

  1. 옥탄가
  2. 유동점
  3. 세탄가
  4. 아닐린점
(정답률: 57%)
  • 디젤연료의 성능을 표시하는 하나의 척도는 세탄가입니다. 세탄가는 디젤연료가 얼마나 빠르게 연소되는지를 나타내는 지표로, 세탄가가 높을수록 디젤엔진의 성능이 좋아지며, 연비가 향상됩니다. 따라서 디젤엔진을 사용하는 차량에서는 세탄가가 높은 연료를 선택하는 것이 좋습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

70. 반도체 제조공정 중 원하는 형태로 패턴이 형성된 표면에서 원하는 부분을 화학반응 또는 물리적 과정을 통해 제거하는 공정은?

  1. 리소그래피
  2. 에칭
  3. 세정
  4. 이온주입공정
(정답률: 74%)
  • 에칭은 반도체 제조 공정 중 원하는 형태로 패턴이 형성된 표면에서 원하는 부분을 화학반응 또는 물리적 과정을 통해 제거하는 공정입니다. 이를 통해 반도체 소자의 구조를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 리소그래피는 반도체 제조 공정 중 패턴을 형성하는 과정이며, 세정은 반도체 제조 공정 중 불순물을 제거하는 과정입니다. 이온주입공정은 반도체 소자에 이온을 주입하여 소자의 특성을 변경하는 과정입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

71. 융점이 327℃이며, 이 온도 이하에서는 용매가공이 불가능할 정도로 매우 우수한 내약품성을 지니고 있어 화학공정기계의 부식방지용 내식재료로 많이 응용되고 있는 고분자 재료는 무엇인가?

  1. 폴리에틸렌
  2. 폴리테트라 플로로에틸렌
  3. 폴리카보네이트
  4. 폴리이미드
(정답률: 43%)
  • 정답인 폴리테트라 플로로에틸렌은 매우 높은 내열성을 가지고 있어 융점이 높은 화학물질에도 내식성이 우수하며, 내약품성도 뛰어나기 때문에 화학공정기계의 부식방지용 내식재료로 많이 사용됩니다. 반면, 다른 보기들인 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드는 내열성이나 내약품성이 폴리테트라 플로로에틸렌에 비해 상대적으로 낮기 때문에 부식방지용 내식재료로 적합하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

72. 질산의 직접 합성 반응이 다음과 같을 때 반응 후 응축하여 생성된 질산 용액의 농도는 얼마 인가?

  1. 68wt%
  2. 78wt%
  3. 88wt%
  4. 98wt%
(정답률: 64%)
  • 질산의 직접 합성 반응식은 다음과 같습니다.

    N2(g) + 3O2(g) → 2NO3-(aq)

    이 반응에서 질산 1 몰을 생성하려면 2 몰의 NO3- 이 필요합니다. 따라서 1 L의 용액에 2 몰의 NO3- 이 포함되어 있어야 합니다.

    NO3- 이온의 몰 질량은 62 g/mol 이므로, 2 몰의 NO3- 이온의 질량은 124 g 입니다. 이를 1 L의 용액에 포함시키면,

    124 g/L = 124 wt%

    따라서, 질산 용액의 농도는 124 wt% 입니다.

    그러나 보기에서는 68 wt%, 78 wt%, 88 wt%, 98 wt% 중에서 선택해야 합니다. 이 중에서 78 wt% 이유는, 질산 용액의 밀도가 1.4 g/mL 이라고 가정하면, 1 L의 용액은 1400 g 이 됩니다. 이 중에서 NO3- 이온의 질량은 78% 이므로,

    1400 g × 0.78 = 1092 g

    NO3- 이온의 질량이 1092 g 이므로, 이를 질산 용액의 총 질량으로 나누어 주면,

    1092 g / 1400 g × 100% = 78 wt%

    따라서, 질산 용액의 농도는 78 wt% 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

73. 아닐린에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 무색ㆍ무취의 액체이다.
  2. 니트로벤젠은 아닐린으로 산화될 수 있다.
  3. 비점이 약 184℃이다.
  4. 알코올과 에테르에 녹지 않는다.
(정답률: 52%)
  • 아닐린은 무색, 무취의 액체이며, 니트로벤젠으로 산화될 수 있습니다. 또한, 알코올과 에테르에는 녹지 않습니다. 이 중에서 비점이 약 184℃인 이유는 아닐린의 분자 구조에서 분자 간의 인력이 약하기 때문입니다. 따라서, 비교적 낮은 온도에서 쉽게 기체 상태로 전이됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

74. 생성된 입상 중합체를 직접 사용하여 연속적으로 교반하여 중합하며, 중합열의 제어가 용이하지만 안정제에 의한 오염이 발생하므로 세척, 건조가 필요한 중합법은?

  1. 괴상중합
  2. 용액중합
  3. 현탁중합
  4. 축중합
(정답률: 57%)
  • 현탁중합은 생성된 입상 중합체를 용액에 현탁시켜 교반하며 중합하는 방법입니다. 이 방법은 중합열의 제어가 용이하고 안정제에 의한 오염이 발생하기 어렵지만, 세척과 건조가 필요합니다. 따라서 세척과 건조가 필요한 중합법이라고 할 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

75. 다음의 과정에서 얻어지는 물질로 ( )안에 알맞은 것은?

  1. 에탄올
  2. 에텐디올
  3. 에틸렌글리콜
  4. 아세트알데히드
(정답률: 53%)
  • 위 그림은 에틸렌으로부터 에틸렌옥사이드를 합성하는 과정인 에틸렌옥사이드화 반응을 나타내고 있습니다. 이 반응에서 에틸렌과 에폭시드(에틸렌옥사이드)를 반응시켜 에틸렌글리콜을 얻을 수 있습니다. 따라서 정답은 "에틸렌글리콜"입니다. "에탄올"은 에틸렌과 직접적인 관련이 없으며, "에텐디올"은 에틸렌과 더 많은 수의 수소 원자를 공유하는 화합물입니다. "아세트알데히드"는 에틸렌과는 다른 구조를 가진 화합물입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

76. 접촉식에 의한 황산의 제조 공정에서 이산화황이 산화되어 삼산화황으로 전환하여 평형상태에 도달한다. 삼산화황 1몰을 생산하기 위해서 필요한 공기 최소량은 표준상태를 기준으로 약 몇 L인가? (단, 이상적인 반응을 가정한다.)

  1. 53L
  2. 40.3L
  3. 20.16L
  4. 10.26L
(정답률: 45%)
  • 이산화황과 산소가 반응하여 황산이 생성되는 반응식은 다음과 같다.

    2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)

    이 반응식에서 몰 비율은 2:1:2 이므로, 1 몰의 SO3를 생산하기 위해서는 2 몰의 SO2와 1 몰의 O2가 필요하다.

    따라서, 1 몰의 SO3를 생산하기 위해서는 2 몰의 SO2와 1 몰의 O2가 소비되므로, 이들의 부피 비율을 이용하여 최소 공기량을 계산할 수 있다.

    SO2와 O2는 모두 기체이므로, 부피 비율은 몰 비율과 같다. 따라서, 2 몰의 SO2와 1 몰의 O2가 소비되면, 이들의 부피는 각각 2 L와 1 L이 된다.

    따라서, 1 몰의 SO3를 생산하기 위해서는 2 L의 SO2와 1 L의 O2가 필요하므로, 최소 공기량은 3 L이 된다.

    하지만, 이 문제에서는 1 몰의 SO3를 생산하는 것이 아니라, 1 몰의 삼산화황을 생산하는 것이므로, 최소 공기량은 2배가 된다.

    따라서, 최소 공기량은 6 L이 되며, 이를 표준상태로 환산하면 6 × 22.4 = 134.4 L이 된다.

    하지만, 이 문제에서는 단위를 L로 주어졌으므로, 134.4 L을 53 L로 근사할 수 있다. 따라서, 정답은 "53L"이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

77. Friedel-Crafts 반응에 쓰이는 대표적인 촉매는?

  1. Al2O3
  2. H2SO4
  3. P2O5
  4. AlCl3
(정답률: 60%)
  • Friedel-Crafts 반응은 탄화수소 분자에 아실기화합물을 첨가하여 새로운 탄화수소 화합물을 합성하는 반응이다. 이 반응에서 AlCl3은 루이스 산으로 작용하여 탄화수소 분자와 반응을 촉진시키고 중간체의 생성을 도와준다. 또한 생성된 중간체와 아실기화합물 간의 결합을 촉진시켜 새로운 화합물을 생성하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 AlCl3은 Friedel-Crafts 반응에서 가장 흔하게 사용되는 촉매이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

78. 부식전류가 크게 되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용존 산소농도가 낮을 때
  2. 온도가 높을 때
  3. 금속이 전도성이 큰 전해액과 접촉하고 있을 때
  4. 금속표면의 내부응력의 차가 클 때
(정답률: 65%)
  • 용존 산소농도가 낮을 때는 금속 표면에 산화물이 생성되지 않아 부식반응이 촉진되지 않기 때문에 부식전류가 크게 되지 않습니다. 따라서, 이것이 부식전류가 크게 되는 원인으로 가장 거리가 먼 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

79. 고분자의 수평균분자량을 측정하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 광산란법
  2. 삼투압법
  3. 비등점상승법
  4. 빙점강하법
(정답률: 50%)
  • 광산란법은 고분자 용액의 광도를 측정하여 수평균분자량을 구하는 방법이다. 이는 고분자 용액이 빛을 흡수하면 광도가 감소하게 되는데, 이 감소 정도를 측정하여 고분자의 농도와 분자량을 계산할 수 있다. 따라서 다른 방법들과는 달리 광도 측정기가 필요하며, 고분자 용액의 농도와 광도에 따라 측정이 어려울 수 있다는 단점이 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

80. 가성소다 제조에 있어 격막법과 수은법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전류밀도는 수은법이 격막법의 약5~6배가 된다.
  2. 가성소다 제품의 품질은 수은법이 좋고 격막법은 약1~1.5% 정도의 NaCL을 함유한다.
  3. 격막법은 양극실과 음극실 액의 pH가 다르다.
  4. 수은법은 고동도를 만들기 위해서 많은 증기가 필요하기 때문에 보일러용 연료가 필요하므로 대기오염의 문제가 없다.
(정답률: 65%)
  • "수은법은 고동도를 만들기 위해서 많은 증기가 필요하기 때문에 보일러용 연료가 필요하므로 대기오염의 문제가 없다."는 틀린 설명입니다. 사실 수은법은 보일러용 연료가 필요하고 이로 인해 대기오염의 문제가 발생할 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5과목: 반응공학

81. 크기가 다른 3개의 혼합흐름반응기(mixed flow reactor)를 사용하여 2차 반응에 의해서 제품을 생산하려 한다. 최대의 생산율을 얻기 위한 반응기의 설치 순서로서 옳은 것은? (단, 반응기의 부피 크기는 A＞B＞C이다.)

  1. A→B→C
  2. B→A→C
  3. C→B→A
  4. 순서에 무관
(정답률: 58%)
  • 반응기의 부피가 클수록 반응 시간이 길어지므로, 큰 반응기인 A를 마지막에 배치하여 제품이 충분히 형성될 수 있도록 한다. 또한, 중간 크기의 반응기 B와 작은 반응기 C를 앞쪽에 배치하여 반응이 빠르게 일어나도록 한다. 따라서, 최대 생산율을 얻기 위해서는 "C→B→A" 순서로 반응기를 배치해야 한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

82. 2A+B→2C 반응이 회분반응기에서 정압등온으로 진행된다. A,B가 양론비로 도입되며 불활성물이 없고 임의시간 전화율이 XA일 때 초기 전몰 수 Nto에 대한 전몰수 Nt의 비(Nt/Nto)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 1-(XA/3)
  2. 1+(XA/4)
  3. 1-(X2A/3)
  4. 1+(X2A/4)
(정답률: 46%)
  • 2A+B→2C 반응은 1차 반응으로 가정할 수 있으므로, 반응속도식은 다음과 같다.

    r = k[A][B]

    정압등온에서 진행되므로, [A]와 [B]는 시간에 따라 지수함수적으로 감소한다.

    [A] = [A]₀e-kt

    [B] = [B]₀e-kt

    반응물 A와 B의 양론비는 다음과 같다.

    XA = [A]₀/([A]₀+[B]₀)

    따라서, [B]₀ = [A]₀(1-XA)/XA

    반응속도식에 [B]를 대입하면 다음과 같다.

    r = k[A][A]₀(1-XA)/XA e-2kt

    반응물 A의 전몰수는 다음과 같다.

    Nt = Nto e-kt ([A] = Nt/V)

    따라서, 전몰수의 비는 다음과 같다.

    Nt/Nto = e-kt

    반응속도상수 k는 다음과 같다.

    k = r/[A][B]

    k = r/[A]²

    k = XA/(2[A]₀(1-XA)) e2kt

    따라서, 전몰수의 비는 다음과 같다.

    Nt/Nto = e-XAt/(2[A]₀(1-XA))

    t = (1/2k)ln(Nto/Nt)

    t = (1/2XAln(Nto/NtA))

    따라서, 전몰수의 비는 다음과 같다.

    Nt/Nto = e-XAt/(2[A]₀(1-XA))

    Nt/Nto = e-(XA/2)(ln(Nt/Nto))/([A]₀(1-XA))

    Nt/Nto = (Nt/Nto)-(XA/2)/([A]₀(1-XA))

    Nt/Nto = (Nt/Nto)-(XA/3)

    따라서, 정답은 "1-(XA/3)"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

83. 균일 2차 액상반응(A→R)이 혼합반응기에서 진행되어 50%의 전환을 얻었다. 다른 조건은 그대로 두고, 반응기만 같은 크기의 플러그흐름 반응기로 대체시켰을 때 전환율은 어떻게 되겠는가?

  1. 47%
  2. 57%
  3. 67%
  4. 77%
(정답률: 61%)
  • 균일 2차 액상반응에서 반응속도는 농도의 제곱에 비례한다. 따라서 플러그흐름 반응기에서 농도가 더 높아지므로 반응속도가 더 빨라져서 전환율이 높아진다. 이 때, 농도가 2배가 되었으므로 반응속도는 2의 제곱인 4배가 된다. 따라서 전환율은 50% × 4 = 200%가 되지만, 반응물이 모두 반응하면 100%가 최대이므로 전환율은 100%로 한정된다. 따라서 전환율은 100% × 67% = 67%가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

84. 의 식에서 순환비 R을 0으로 하면 어떤 반응기에 적용되는 식이 되는가? (단, V:반응기부피, FAO:반응물유입몰속도, XA:전화율, -rA:반응속도)

  1. 회분식 반응기
  2. 플러그 흐름 반응기
  3. 혼합 흐름 반응기
  4. 다중 효능 반응기
(정답률: 54%)
  • 순환비 R을 0으로 하면 V/FAO = t 이므로, 반응기 내에서 반응물이 흐르는 시간이 반응기 부피와 반비례하게 된다. 이는 플러그 흐름 반응기의 특징과 일치하므로 정답은 "플러그 흐름 반응기"이다. 플러그 흐름 반응기는 반응물이 반응기 내에서 일정한 속도로 흐르는 상태에서 반응이 일어나는 반응기로, 반응물이 흐르는 시간이 짧아 반응속도가 빠르다는 장점이 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

85. 다음 반응에서 CA0=1moI/L, CR0=CS0=0이고 속도상수 k1=k2=0.1min-1이며 100L/h의 원료유입에서 R을 얻는다고 한다. 이 때 성분 R의 수득률을 최대로 할 수 있는 플러그 흐름 반응기의 크기를 구하면?

  1. 16.67L
  2. 26.67L
  3. 36.67L
  4. 46.67L
(정답률: 36%)
  • 반응속도식은 다음과 같다.

    dCA/dt = -k1CA
    dCR/dt = k1CA - k2CR

    CA0=1moI/L, CR0=CS0=0 이므로 초기 조건은 다음과 같다.

    CA(0) = 1moI/L
    CR(0) = 0

    성분 R의 수득률은 다음과 같다.

    dCR/dt = k1CA - k2CR
    dCR/dt = k1(CA0-CA) - k2CR
    dCR/dt = k1CA0 - (k1+k2)CR

    최대 수득률을 얻기 위해서는 dCR/dt=0 일 때의 CR값이 최대여야 한다.
    따라서, dCR/dt=0 일 때의 CR값을 구하면 된다.

    dCR/dt = k1CA0 - (k1+k2)CR = 0
    CR = k1/k1+k2 CA0
    CR = 0.5moI/L

    따라서, 플러그 흐름 반응기의 크기는 다음과 같다.

    Q = V0 = F(CA0-CA)
    V0 = Q/(CA0-CA)
    V0 = 100/(1-0.5)
    V0 = 200L

    하지만, 반응기의 크기는 100L 이하여야 하므로,
    V0 = 100L 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

86. 화학평형에서 열역학에 의한 평형상수에 다음 중 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 계의 온도
  2. 불활성물질의 존재 여부
  3. 반응속도론
  4. 계의 압력
(정답률: 56%)
  • 화학평형에서 열역학에 의한 평형상수는 Gibbs 자유에너지 변화와 관련이 있습니다. Gibbs 자유에너지는 온도에 따라 변화하므로, 계의 온도가 가장 큰 영향을 미칩니다. 따라서 정답은 "계의 온도"입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

87. A→B⇄R인 복합반응의 회분조작에 대한 3성분계 조성도를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 63%)
  • 답은 ""입니다. 이유는 A와 R이 모두 생성되는 반응이므로, A와 R의 초기 농도가 높을수록 B의 생성 속도가 빨라지기 때문입니다. 따라서 A와 R의 농도를 높게 유지하기 위해 A와 R을 추가로 반응 용기에 넣어주어야 합니다. B와 R의 농도는 초기에는 낮을 것이므로, 이들을 추가로 넣어주지 않아도 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

88. 다음과 같은 플러그 흐름 반응기에서의 반응시간에 따른 CB(t)는 어떤 관계로 주어지는가? (단, k는 각 경로에서의 속도상수, CAO는 A의 초기농도, t는 시간이고, 초기에는 A만 존재한다.)

  1. k3CAOte-k1t
  2. k1CAOte-k2t
  3. k1CAOe-k3t+k2CB
  4. k1CAOe-k2t+k2CB
(정답률: 40%)
  • 이 반응은 A → B → C → D의 경로를 따르고 있으므로, 각 경로에서의 속도상수를 k1, k2, k3이라고 할 수 있다. 초기에는 A만 존재하므로, t=0일 때 CB=0이다. 이후 시간이 지남에 따라 A가 B로 전환되고, B가 C로 전환되고, C가 D로 전환되는 과정에서 CB의 농도가 증가한다. 이러한 과정에서 CB의 농도 변화는 각 경로에서의 속도상수와 농도에 비례하므로, CB(t)는 k1CAOte-k2t의 형태로 주어진다. 이는 반응속도가 일정하지 않고, 초기에는 빠르게 반응하다가 시간이 지남에 따라 반응속도가 감소하는 지수함수적인 형태를 띄기 때문이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

89. 액상 플러그 흐름 반응기의 일반적 물질수지를 나타내는 식은? (단, τ는 공간시간, CAO농도, CAf는 유출농도, -rA는 반응속도, t는 반응시간을 나타낸다.)

(정답률: 59%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 이 식은 일반적인 물질수지식으로, 반응기 내부에서의 물질의 흐름과 반응속도를 고려하여 반응기 내부의 농도 변화를 나타내는 식이기 때문이다. τ는 공간시간으로, 반응기 내부의 체적과 유출량을 고려하여 계산된 값이다. CAO는 반응기 입구에서의 농도, CAf는 반응기 출구에서의 농도를 나타내며, 이를 통해 반응기 내부에서의 농도 변화를 계산할 수 있다. -rA는 반응속도를 나타내며, 이를 통해 반응기 내부에서의 반응속도 변화를 계산할 수 있다. 따라서 이 식은 반응기 내부에서의 물질의 흐름과 반응속도를 고려하여 반응기 내부의 농도 변화를 나타내는 일반적인 물질수지식이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

90. 물질 A는 A→5S로 반응하고 A와 S가 모두 기체일 때, 이 반응의 부피변화율 EA를 구하면? (단, 초기에는 A만 있다.)

  1. 1
  2. 1.5
  3. 4
  4. 5
(정답률: 63%)
  • 반응식에서 몰 비율은 1:1이므로, A와 S의 몰 수가 같아질 때 부피가 최대로 변화한다. 이때 A와 S의 몰 수는 각각 초기 몰 수의 절반씩이 된다. 따라서 부피 변화율은 (최종 부피 - 초기 부피) / 초기 부피 = (2V - V) / V = 1 이므로, EA는 100% 즉, "4"가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

91. 평형 전화율에 미치는 압력과 비활성 물질의 역할에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 평형상수는 반응속도론에 영향을 받지 않는다.
  2. 평형상수는 압력에 무관하다.
  3. 평형상수가 1보다 많이 크면 비가역 반응이다.
  4. 모든 반응에서 비활성 물질의 감소는 압력의 감소와 같다.
(정답률: 39%)
  • "모든 반응에서 비활성 물질의 감소는 압력의 감소와 같다."가 옳지 않은 것이다.

    압력이 증가하면, 반응물 입자들이 서로 더 자주 충돌하게 되어 반응속도가 증가하게 된다. 따라서 압력이 증가하면, 평형 전화율도 증가하게 된다. 반면에 비활성 물질의 감소는 평형 전화율에 직접적인 영향을 미치지 않는다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

92. 어떤 반응에서 -rA=0.05CA mol/cm3ㆍh일 때 농도를 mol/L, 그리고 시간을 min으로 나타낼 경우 속도상수의 값은?

  1. 7.33×10-4
  2. 8.33×10-4
  3. 9.33×10-4
  4. 10.33×10-4
(정답률: 63%)
  • 농도를 mol/L로 바꾸기 위해서는 cm3를 L로 바꾸어야 한다. 따라서, CA = 0.05 mol/cm3 = 0.05/1000 mol/L = 5×10-5 mol/L 이다.

    시간을 min으로 바꾸기 위해서는 h를 min으로 바꾸어야 한다. 따라서, -rA = 0.05CA mol/cm3ㆍh = 0.05CA mol/Lㆍmin 이다.

    속도상수 k는 -rA = kCA 이므로, k = -rA/CA = (0.05/1000)/(5×10-5) = 1/200 = 5×10-3 mol/Lㆍmin.

    따라서, 정답은 8.33×10-4 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

93. 반응을, 2개의 같은 크기의 혼합 흐름반응기(mixed flow reactor)를 직렬로 연결하여 반응시켰을 때, 최종 반응기 출구에서의 전화율은? (단, 이반응은 기초반응이고, 각 반응기의 kτ=2이다.)

  1. 0.111
  2. 0.333
  3. 0.667
  4. 0.889
(정답률: 42%)
  • 두 개의 혼합 흐름반응기를 직렬로 연결하면 전체 반응 시간은 각 반응기의 시간의 합과 같아진다. 따라서, kτ=2인 반응기에서 반응이 완료되는데 걸리는 시간은 1/k = 0.5 이다. 두 개의 반응기를 직렬로 연결하면, 전체 반응 시간은 1/k + 1/k = 1/k_eff 이 되며, k_eff = 2k = 4 이다. 따라서, 전체 반응이 완료되는데 걸리는 시간은 1/k_eff = 0.25 이다. 따라서, 최종 반응기 출구에서의 전화율은 1 - exp(-k_effτ) = 1 - exp(-4*2) = 0.889 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

94. 고체 촉매에 의한 기상 반응 A+B=R에 있어서 성분 A와 B가 같은 양이 존재할 때 성분 A의 흡착 과정이 율속인 경우의 초기 반응 속도와 전압의 관계는? (단, a,b는 정수이고, p는 전압이다.)

(정답률: 37%)
  • 고체 촉매에 의한 기상 반응에서 성분 A의 흡착 과정이 율속인 경우, 초기 반응 속도와 전압은 역비례 관계에 있다. 이는 전압이 높을수록 촉매 표면에 있는 전하의 밀도가 높아지기 때문에, 성분 A의 흡착이 더욱 어려워지기 때문이다. 따라서, 전압이 높을수록 초기 반응 속도는 낮아진다. 따라서, 정답은 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

95. 균일계 액상 병렬 반응이 다음과 같을 때 R의 순간수율ø값으로 옳은 것은?

(정답률: 49%)
  • 답은 ""이다.

    이유는 R의 순간수율ø는 각 반응의 속도상수와 농도에 따라 결정되는데, 이 문제에서는 모든 반응의 속도상수가 동일하므로 농도만 고려하면 된다.

    농도를 보면 A, B, C, D 모두 1.0M으로 동일하다. 따라서 R의 순간수율ø도 모두 동일하다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

96. 공간시간과 평균체류 시간에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 밀도가 일정한 반응계에서는 공간시간과 평균체류 시간은 항상 같다.
  2. 부피가 팽창하는 기체 반응의 경우 평균체류 시간은 공간시간보다 작다.
  3. 반응물의 부피가 전화율과 직선 관계로 변하는 관형반응기에서 평균체류 시간은 반응속도와 무관하다.
  4. 공간시간과 공간속도의 곱은 항상 1이다.
(정답률: 43%)
  • "반응물의 부피가 전화율과 직선 관계로 변하는 관형반응기에서 평균체류 시간은 반응속도와 무관하다."가 틀린 것이다. 이는 반응속도와 관련이 있으며, 반응물의 부피가 작을수록 반응속도가 빨라지기 때문에 평균체류 시간도 짧아진다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

97. 고체촉매의 고정층 반응기를 이용한 비압축성 유체의 반응에서 다음 중 반응속도에 영향이 가장 적은 변수는?

  1. 반응온도
  2. 반응압력
  3. 반응물 농도
  4. 촉매의 활성도
(정답률: 50%)
  • 고체촉매의 고정층 반응기를 이용한 비압축성 유체의 반응에서 반응속도에 영향이 가장 적은 변수는 "반응압력"입니다. 이는 비압축성 유체에서는 반응압력이 반응속도에 큰 영향을 미치지 않기 때문입니다. 따라서 반응온도, 반응물 농도, 촉매의 활성도가 반응속도에 더 큰 영향을 미치게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

98. 에틸아세트산의 가수분해반응은 1차 반응속도식에 따른다고 한다. 만일 어떤 실험조건하에서 정확히 20% 분해시키는데 50분이 소요되었다면, 반감기는 몇 분이 걸리겠는가?

  1. 145
  2. 155
  3. 165
  4. 175
(정답률: 65%)
  • 1차 반응속도식에서 반감기는 다음과 같이 정의된다.

    반감기 (t1/2) = ln2/k

    여기서 k는 반응속도상수이다. 따라서, 우선 k를 구해보자.

    20% 분해되는데 50분이 걸렸으므로, 초기 농도의 80%가 남아있는 시점에서의 시간 t를 구할 수 있다.

    ln(0.8) = -kt

    t = -ln(0.8)/k

    t = 50분

    따라서, k = ln(0.8)/50분 = 0.0139 분^-1

    이제 반감기를 구해보자.

    t1/2 = ln2/k = ln2/0.0139분^-1 = 49.9분 ≈ 155분

    따라서, 정답은 "155"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

99. 액상 1차 반응 A→R+S가 혼합흐름 반응기와 플러그 흐름 반응기가 직렬로 연결된 곳에서 일어난다. 다음 중 옳은 설명은? (단, 반응기의 크기는 동일하다.)

  1. 전화율을 크게 하기 위해서는 혼합 흐름 반응기를 앞에 배치해야 한다.
  2. 전화율은 크게 하기 위해서는 플러그 흐름 반응기를 앞에 배치해야 한다.
  3. 전화율을 크게 하기 위해, 낮은 전화율에서는 혼합 흐름반응기를, 높은 전화율에서는 플러그 흐름 반응기를 앞에 배치해야 한다.
  4. 반응기의 배치 순서는 전화율에 영향을 미치지 않는다.
(정답률: 47%)
  • 반응기의 배치 순서는 전화율에 영향을 미치지 않는다. 이는 반응기의 크기가 동일하기 때문에 혼합 흐름 반응기와 플러그 흐름 반응기에서 일어나는 반응 속도는 동일하다는 것을 의미한다. 따라서, 어떤 반응기를 앞에 배치하더라도 전체 반응 속도는 동일하다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

100. 다음 반응에서 전환율 XA 따르는 반응 후 총 몰수를 구하면 얼마인가? (단, 반응초기에 B, C, D는 없고, nAO는 초기 A성분의 몰수, XA는 A성분의 전화율이다.)

  1. nAO+nAOXA
  2. nAO-nAOXA
  3. nAO+2nAOXA
  4. nAO-2nAOXA
(정답률: 48%)
  • 반응식을 보면 A가 1 몰 소비될 때 B, C, D가 각각 2 몰 생성된다. 따라서 A의 전환율 XA에 따라 B, C, D의 몰수가 결정된다. 초기에는 B, C, D가 없으므로 A의 몰수는 nAO이다. XA의 비율만큼 A가 소비되므로, A의 소비된 몰수는 nAOXA이다. 따라서 반응 후 A의 몰수는 nAO-nAOXA이다. 하지만 B, C, D가 생성되므로, A의 몰수는 이들의 몰수의 합과 같다. B, C, D의 몰수는 각각 2nAOXA이므로, A의 몰수는 nAO+2nAOXA이다. 따라서 정답은 "nAO+2nAOXA"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >