화공기사(구)(구) 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

화공기사(구)(구) 2004-05-23 필기 기출문제 해설

이 페이지는 화공기사(구)(구) 2004-05-23 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

화공기사(구)(구)
(2004-05-23 기출문제)

목록

1과목: 화공열역학

1. 다음 내연기관 cycle 중 같은 여건에서 그 열역학적 효율이 가장 큰 것은?

  1. Carnot cycle
  2. otto cycle
  3. Diesel cycle
  4. Sabathe cycle
(정답률: 91%)
  • 카르노 사이클(Carnot cycle)은 이론적으로 가능한 가장 효율적인 가역 사이클로, 동일한 온도 범위에서 작동하는 모든 열기관 중 열역학적 효율이 가장 큽니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 다음 중 평형(Equilibrium)에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 평형은 변화가 전혀 없는 상태이다.
  2. 평형을 이루는데 필요한 독립변수의 수는 깁스 상률(Gibbs Phase Rule)에 의하여 구할 수 있다.
  3. 기-액 상평형에서 단일 성분일 경우에는 온도가 결정되면 압력은 자동으로 결정이 된다.
  4. 여러 개의 상이 평형을 이룰 때 각 상의 화학퍼텐셜은 모두 같다.
(정답률: 82%)
  • 평형 상태는 거시적으로는 변화가 없는 것처럼 보이지만, 미시적으로는 정반응과 역반응(또는 상 간의 물질 이동)이 동일한 속도로 일어나는 동적 평형 상태를 의미합니다.

    오답 노트
    깁스 상률: 독립변수의 수를 결정하는 공식 $F = C - P + 2$를 통해 구할 수 있습니다.
    단일 성분 기-액 평형: $F = 1 - 2 + 2 = 1$이므로 온도 하나가 결정되면 압력은 고정됩니다.
    화학퍼텐셜: 모든 상이 평형을 이룰 때 각 성분의 화학퍼텐셜은 동일합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 이상기체가 일정온도에서 가역적으로 팽창할 경우 Helmholtz자유에너지(A)와 Gibbs자유에너지(G)의 변화에 관하여 다음 중 옳은 것은?

  1. dA > dG
  2. dA < dG
  3. dA = -dG
  4. dA = dG
(정답률: 75%)
  • Helmholtz 자유에너지 $A$와 Gibbs 자유에너지 $G$의 관계식은 $G = A + PV$ 입니다. 이를 미분하면 $dG = dA + d(PV)$가 됩니다. 이상기체가 일정 온도($T$)에서 가역적으로 팽창할 때, $PV = nRT$이므로 $P$와 $V$의 곱인 $PV$ 값은 일정합니다. 따라서 $d(PV) = 0$이 되며, 결과적으로 $dA = dG$가 성립합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 화학반응이 일어날 수 있는 조건은 다음 중 어느 것인가?

  1. Δ G° 가 커다란 부(-)의 값을 가질 때
  2. Δ H° 가 커다란 부(-)의 값을 가질 때
  3. Δ S° 가 커다란 부(-)의 값을 가질 때
  4. Δ U° 가 커다란 부(-)의 값을 가질 때
(정답률: 93%)
  • 화학 반응의 자발성을 결정하는 척도는 깁스 자유 에너지($\Delta G$)입니다. $\Delta G$가 음수(부의 값)일 때 반응이 자발적으로 일어나며, 그 값이 클수록 반응의 구동력이 강해집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. P-H선도에서 등엔트로피선의 경사(Slope)에 해당하는 식은?

(정답률: 60%)
  • P-H 선도에서 등엔트로피 과정의 경사는 압력 변화량을 엔탈피 변화량으로 나눈 값이며, 이는 체적의 역수로 정의됩니다.
    $$(\frac{\partial P}{\partial H})_s = \frac{1}{V}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 비리얼 방정식(virial equation),Z = 1 + B'P로 표시할 수 있는 기체를 등온, 가역과정으로 압력 P1으로 부터 P2까지 변화시킬 때 필요한 일의 량을 바르게 나타낸 식은?

(정답률: 62%)
  • 등온 가역 과정에서 일 $W$는 $\int P dV$로 계산됩니다. 비리얼 방정식 $Z = 1 + B'P$를 이용하여 $V = \frac{RT}{P}(1 + B'P)$로 나타내고 이를 적분하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$W = RT \ln \frac{P_{1}}{P_{2}}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 압축인자(compressibility factor)인 Z를 표현하는 비리알 전개(Virial expansion)는 다음과 같다. (여기에서 B,C,D 등은 비리알계수 들이다.) 이에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 비리알 계수들은 실제기체의 분자상호간의 작용 때문에 나타나는 것이다.
  2. 비리알 계수들은 주어진 기체에서 온도 및 압력에 관계 없이 일정한 값을 나타낸다.
  3. 이상기체의 경우 압축인자의 값은 항상 1 이다.
  4. 항은 항에 비해 언제나 값이 크다.
(정답률: 90%)
  • 비리알 전개식 $Z = \frac{PV}{RT} = 1 + \frac{B}{V} + \frac{C}{V^2} + \frac{D}{V^3} + \dots$에서 비리알 계수 $B, C, D$ 등은 분자 간의 상호작용을 나타내는 계수로, 기체의 종류뿐만 아니라 온도에 따라 그 값이 변하는 온도 함수입니다. 따라서 온도 및 압력에 관계없이 일정하다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    비리알 계수들은 실제기체의 분자상호간의 작용 때문에 나타나는 것이다: 정답(비리알 전개의 기본 정의)
    이상기체의 경우 압축인자의 값은 항상 1 이다: 정답(이상기체는 분자 간 상호작용이 없어 $Z=1$)
    $\frac{B}{V}$ 항은 $\frac{C}{V^2}$ 항에 비해 언제나 값이 크다: 정답(일반적으로 고차항으로 갈수록 값이 급격히 작아짐)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 50kg의 강철주물(비열 0.12kcal/kg℃)이 600℃로 가열되었다. 이것을 25℃의 기름(비열 0.6kcal/kg℃) 200kg중에집어넣었다. 주위와 온도는 단열되었으며, 주물의 최종온도는 52.4℃였다. 전체 엔트로피 변화는 얼마인가?

  1. 4.63kcal/K
  2. 5.92kcal/K
  3. 10.56kcal/K
  4. 16.48kcal/K
(정답률: 60%)
  • 단열 상태에서 고온의 강철주물과 저온의 기름 사이의 열교환에 따른 전체 엔트로피 변화량을 구하는 문제입니다. 전체 엔트로피 변화는 주물의 엔트로피 감소량과 기름의 엔트로피 증가량의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = m_1 c_1 \ln\frac{T_f}{T_1} + m_2 c_2 \ln\frac{T_f}{T_2}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = 50 \times 0.12 \times \ln\frac{52.4 + 273.15}{600 + 273.15} + 200 \times 0.6 \times \ln\frac{52.4 + 273.15}{25 + 273.15}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 4.63\text{ kcal/K}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 액화공정에 대한 설명 중 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 액화 된다.
  4. Linde공정과 Claude공정이 대표적인 액화공정이다.
(정답률: 80%)
  • 기체를 액화시키기 위해서는 온도를 낮추어야 하며, 터빈에서는 등엔트로피 팽창(Expansion)을 통해 온도를 급격히 낮추어 액화시킵니다. 압축(Compression)은 오히려 온도를 상승시키므로 액화에 부적절합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 상태 1(P1V1)에서 상태 2(P2V2)로 변화하는데 두가지 경로를 거쳐 변화할 수 있다. 이 때 두 경로로 변하였을 때의 엔탈피(Δ H)변화는?

  1. [Δ H](ㄱ) = 2[Δ H](ㄴ)
  2. [Δ H](ㄴ) = 2[Δ H](ㄱ)
  3. [Δ H](ㄴ) = 3[Δ H](ㄱ)
  4. [Δ H](ㄴ) = [Δ H](ㄱ)
(정답률: 79%)
  • 엔탈피($H$)는 상태 함수(State Function)입니다. 상태 함수는 경로에 상관없이 처음 상태와 최종 상태가 같다면 그 변화량($\Delta H$)은 항상 동일합니다. 따라서 경로 ㄱ과 ㄴ의 엔탈피 변화량은 같습니다.
    $$\Delta H_{ㄴ} = \Delta H_{ㄱ}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 가역단열과정(Reversible adiabatic process)의 특징을 옳게 표현한 것은? (단, H=엔탈피, G=깁스 자유에너지, U=내부에너지, S=엔트로피 이다)

  1. dH = 0
  2. dG = 0
  3. dU = 0
  4. dS = 0
(정답률: 92%)
  • 가역단열과정은 외부와의 열 교환이 없고($dq = 0$), 가역적으로 진행되는 과정입니다. 엔트로피 변화량의 정의에 따라 $dS = \frac{dq_{rev}}{T}$이므로, 가역단열과정에서는 엔트로피 변화가 없는 등엔트로피 과정이 됩니다.
    $$dS = 0$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. van der Waals식으로 맞는 것은?

  1. (P + a/V2)(V + b) = RT
  2. (P - a/V2)(V + b) = RT
  3. (P + a/V2)(V - b) = RT
  4. (P - a/V2)(V - b) = RT
(정답률: 75%)
  • 반데르발스 상태 방정식은 실제 기체의 분자 간 인력(압력 보정항 $a/V^2$)과 분자 자체의 부피(부피 보정항 $b$)를 고려한 식입니다.
    $$( P + \frac{a}{V^2} )(V - b) = RT$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 다음의 방정식 중 틀린 것은?(단, 여기서 H : 엔탈피, Q : 열량, P : 압력, V : 부피, F : 자유에너지, S : 엔트로피, W : 일이다.)

  1. H = Q - PV
  2. F = H - TS
  3. S = ∫ dQ/T
  4. W = ∫ PdV
(정답률: 84%)
  • 엔탈피의 정의는 내부 에너지에 압력과 부피의 곱을 더한 값입니다. 따라서 $H = Q + PV$ (정압 과정 기준) 형태가 되어야 하며, $H = Q - PV$는 잘못된 식입니다.

    오답 노트
    자유에너지: $F = H - TS$ (정의에 부합)
    엔트로피: $S = \int dQ/T$ (정의에 부합)
    일: $W = \int PdV$ (정의에 부합)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 역행응축(retrograde condensation) 현상을 가장 유용하게 쓸 수 있는 경우는?

  1. 천연가스 채굴시 동력없이 많은 양의 액화 천연가스를 얻는다.
  2. 기체를 임계점에서 응축시켜 순수성분을 분리시킨다.
  3. 고체 혼합물을 기체화 시킨후 다시 응축시켜 비휘발성 물질만을 얻는다.
  4. 냉동의 효율을 높이고 냉동제의 증발잠열을 최대로 이용한다.
(정답률: 89%)
  • 역행응축은 압력을 낮추었음에도 불구하고 액체가 응축되는 특이 현상입니다. 이를 이용하면 천연가스 채굴 시 별도의 외부 동력 없이도 압력 강하만으로 많은 양의 액화 천연가스를 효율적으로 얻을 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 공기 1kg이 온도가 300K에서 500K로 증가하고, 압력이 400kPa에서 200kPa로 감소하였을 때 엔트로피의 변화는? (단, 공기의 정압비열은 1.0035kJ/kgK, 가스상수 R은 0.287kJ/kgK이다.)

  1. 0.4115kJ/K
  2. 0.5115kJ/K
  3. 0.6115kJ/K
  4. 0.7115kJ/K
(정답률: 92%)
  • 이상기체의 엔트로피 변화량은 온도 변화와 압력 변화를 모두 고려하여 계산합니다.
    $$\Delta S = m C_p \ln \frac{T_2}{T_1} - m R \ln \frac{P_2}{P_1}$$
    $$\Delta S = 1 \times 1.0035 \times \ln \frac{500}{300} - 1 \times 0.287 \times \ln \frac{200}{400}$$
    $$\Delta S = 0.7115 \text{ kJ/K}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. Diesel-cycle의 P-V도표는?

(정답률: 75%)
  • 디젤 사이클은 단열 압축 $\rightarrow$ 정압 가열 $\rightarrow$ 단열 팽창 $\rightarrow$ 정적 방열 과정으로 이루어집니다. P-V 도표에서 상단이 수평선(정압 과정)으로 나타나는 가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 가역과정과 관계되는 것은 어느 것인가?

  1. 마찰
  2. 유한한 온도간격을 거쳐 일어나는 열이동
  3. 모든 요소를 각기 원상태로 완전히 돌려 보낼수 있다
  4. 낮은 압력에 대하여 제어(制禦)없이 일어나는 팽창
(정답률: 67%)
  • 가역과정이란 마찰이나 저항 같은 에너지 손실이 전혀 없어, 계와 주변의 모든 상태를 원래대로 완벽하게 되돌릴 수 있는 이상적인 과정을 의미합니다.

    오답 노트
    마찰, 유한한 온도차 열이동, 제어 없는 팽창: 모두 비가역 과정의 대표적 사례임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 다음 초임계유체(Super critical fluid) 영역에 관한 특징 중 올바르지 않은 것은?

  1. 초임계유체 영역에서는 가열해도 온도는 증가하지 않는다.
  2. 초임계유체 영역에서는 액상이 존재하지 않는다.
  3. 초임계유체 영역에서는 액체와 증기사이의 계면이 없다.
  4. 초임계유체 영역에서는 액체의 밀도와 증기의 밀도가 같아 진다.
(정답률: 70%)
  • 초임계유체 영역은 임계점 이상의 온도와 압력 상태로, 액체와 기체의 구분이 사라진 단일 상 상태입니다. 이 영역에서도 에너지를 가하면 온도는 계속해서 상승하므로 가열해도 온도가 증가하지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    액상 존재하지 않음, 계면 없음, 밀도 동일: 초임계유체의 핵심 특징임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 과잉깁스에너지(G )와 과잉엔탈피(H) 및 과잉엔트로피(S)의 부호에 대한 설명중 맞는 것은?

  1. H > 0 이고 S < 0 이면 G < 0 이다.
  2. H < 0 이고 S > 0 이면 G > 0 이다.
  3. H < 0 이고 S > 0 이면 G < 0 이다.
  4. H > 0 이고 S > 0 이면 G > 0 이다.
(정답률: 73%)
  • 과잉 깁스 에너지 $G$는 과잉 엔탈피 $H$와 과잉 엔트로피 $S$의 관계식 $G = H - TS$로 정의됩니다. 따라서 $H < 0$ (발열)이고 $S > 0$ (무질서도 증가)인 경우, $G$는 반드시 $0$보다 작은 음수 값을 가지게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. Cp=25kJ/molK인 이상기체가 잘 단열된 긴 모세관 안을 기계적인 일의 변화없이 흐르고 있다. 이 때 들어가는 기체는 300K, 2bar이고 나갈 때의 압력은 1 bar라고 할 때 나가는 기체의 온도는?

  1. 150K
  2. 200K
  3. 300K
  4. 600K
(정답률: 50%)
  • 단열된 모세관 흐름(Joule-Thomson 과정)에서 기계적인 일의 변화가 없고 외부와의 열교환이 없는 이상기체의 경우, 엔탈피가 일정하게 유지됩니다. 이상기체의 엔탈피는 오직 온도만의 함수이므로, 단열 팽창/압축 시에도 온도는 변하지 않습니다.
    따라서 나가는 기체의 온도는 들어오는 기체의 온도와 동일한 $300 \text{ K}$ 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2과목: 화학공업양론

21. 정상상태로 흐르는 어떤 유체의 유로가 갑자기 확대되었을 때의 변화가 아닌 것은?

  1. 유량
  2. 유속
  3. 압력
  4. 유동단면적
(정답률: 22%)
  • 정상상태(Steady-state) 흐름에서는 질량 보존 법칙에 의해 유입되는 유량과 유출되는 유량이 동일하게 유지됩니다. 따라서 유로가 확대되어도 유량은 변하지 않습니다.

    오답 노트
    유속: 단면적이 넓어지면 연속 방정식에 의해 유속은 감소합니다.
    압력: 유속이 감소하면 베르누이 원리에 의해 압력이 상승합니다.
    유동단면적: 문제에서 유로가 확대되었다고 명시되었습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

22. 메탄이 수증기와 반응하여 일산화탄소와 수소가 정상적으로 생성된다. 반응물(25몰 %메탄)의 몰유속은 20mol/hr이고, 수소의 생성속도가 6mol/hr일 때 미반응 메탄이 배출되는 몰유속(mol/hr)은? (단, 메탄의 소비속도는 2mol/hr이다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 8%)
  • 공급된 메탄의 양에서 반응으로 인해 소비된 메탄의 양을 빼면 배출되는 미반응 메탄의 양을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{배출 몰유속} = (\text{전체 몰유속} \times \text{메탄 몰분율}) - \text{메탄 소비속도}$
    ② [숫자 대입] $\text{배출 몰유속} = (20 \times 0.25) - 2$
    ③ [최종 결과] $\text{배출 몰유속} = 3$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

23. 물질의 상이 바뀔 때 흡수하거나 방출하는 열을 무엇이라고 하는가?

  1. 잠열
  2. 현열
  3. 반응열
  4. 흡수열
(정답률: 31%)
  • 물질의 상태가 변할 때(예: 융해, 기화) 온도는 일정하게 유지되면서 흡수하거나 방출하는 열을 잠열(Latent heat)이라고 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

24. Kay의 규칙에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 의임계변수는 각성분의 몰조성과 무관하다.
  2. 의임계변수를 이용하여 실제기체 특성을 결정한다.
  3. 환산조건을 이용하여 평균압축계수를 결정한다.
  4. 실제기체 혼합물의 특성을 추산하는 규칙이다.
(정답률: 8%)
  • Kay의 규칙은 실제 기체 혼합물의 특성을 추산하기 위해 가상의 단일 성분(Pseudo-pure component)을 설정하는 방법입니다. 이때 가상 성분의 임계 변수는 각 성분의 몰 조성에 따라 가중 평균하여 결정하므로, 몰 조성과 밀접한 관련이 있습니다.

    오답 노트
    임계변수를 이용하여 실제기체 특성 결정: Kay 규칙의 핵심 목적입니다.
    환산조건을 이용하여 평균압축계수 결정: 가상 성분의 환산 온도와 압력을 통해 계산합니다.
    실제기체 혼합물의 특성을 추산하는 규칙: Kay 규칙의 정의입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

25. 비이커에 0.175M H2SO4 용액 35ml가 들어 있다. 이 화상과 완전히 반응하는데 0.25M NaOH 용액 몇 ml이 필요한가?

  1. 29ml
  2. 39ml
  3. 49ml
  4. 59ml
(정답률: 0%)
  • 중화 반응의 화학 양론적 관계를 이용하여 필요한 염기의 부피를 계산합니다. 반응식 $\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{Na}_2\text{SO}_4$에 따라 황산 1몰당 수산화나트륨 2몰이 반응합니다.
    ① [기본 공식]
    $$n_{\text{NaOH}} = 2 \times n_{\text{H}_2\text{SO}_4}$$
    ② [숫자 대입]
    $$0.25 \times V = 2 \times (0.175 \times 35)$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 49$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

26. 농도가 5.0%인 소금수용액 1kg을 1.0%인 소금수용액으로 희석하여 3.0%인 수용액을 만들고자 할 때 필요한 1.0% 수용액의 질량[kg]은 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 19%)
  • 물질 수지 식을 이용하여 희석에 필요한 수용액의 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$m_1 w_1 + m_2 w_2 = (m_1 + m_2) w_3$$
    ② [숫자 대입]
    $$1 \times 0.05 + m_2 \times 0.01 = (1 + m_2) \times 0.03$$
    ③ [최종 결과]
    $$m_2 = 1.0$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

27. 1wt% NaCl의 용액을 농도가 5wt% NaCl용액이 될 때까지 증발시켰다. 원용액의 물 중 몇 wt% 의 물이 증발하였는가?

  1. 20.8
  2. 78.2
  3. 80.8
  4. 92.4
(정답률: 22%)
  • 용질(NaCl)의 질량은 일정하다는 질량 보존 법칙을 이용하여 증발한 물의 양을 계산합니다. 원용액 $100 \text{ g}$ 기준 시 $\text{NaCl} = 1 \text{ g}$, $\text{물} = 99 \text{ g}$ 입니다. 증발 후 $\text{NaCl}$ 농도가 $5\text{wt}\%$가 되므로 전체 질량은 $1 / 0.05 = 20 \text{ g}$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{증발률} = \frac{\text{초기 물 질량} - \text{나중 물 질량}}{\text{초기 물 질량}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{증발률} = \frac{99 - (20 - 1)}{99} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{증발률} = 80.8$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

28. 이상기체에서 정압열용량(CP)과 정용열용량(Cv)의 관계중 맞는 것은? (단, R은 기체상수이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 이상기체에서 정압열용량 $C_P$와 정용열용량 $C_V$의 차이는 기체상수 $R$과 같습니다. 이는 정압 과정에서 가해진 열이 내부 에너지 증가뿐만 아니라 외부로 일을 하는 데 사용되기 때문입니다.
    $$\hat{C}_P = \hat{C}_V + R$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

29. 실제기체의 Compressibility factor를 나타내는 그림이다 이들 기체 중에서 분자간 인력이 가장 큰 기체는?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 9%)
  • 압축인자 $Z$는 실제기체가 이상기체로부터 얼마나 벗어나는지를 나타냅니다. $Z < 1$인 영역에서는 분자 간 인력이 지배적으로 작용하여 부피가 감소하며, $Z$ 값이 작을수록(그래프가 아래로 더 많이 처질수록) 분자 간 인력이 더 크다는 것을 의미합니다. 제시된 그래프에서 가장 낮은 $Z$ 값을 가지는 곡선은 (4)이므로 분자 간 인력이 가장 큽니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

30. 그림과 같은 순환조작에서 A,B,C,D,E의 각 흐름의 조성 관계는?

  1. A = B = C
  2. C = D = E
  3. A = B = D
  4. A = B = E
(정답률: 0%)
  • 제시된 공정에서 흐름 $D$는 흐름 $C$와 $E$로 분기되는 지점의 상류에 위치합니다. 분기점에서는 물질의 조성 변화가 일어나지 않으므로, 분기 전의 조성 $D$는 분기 후의 조성 $C$ 및 $E$와 동일하게 유지됩니다. 따라서 $C = D = E$ 관계가 성립합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

31. 정상상태의 설명 중 맞는 것은?

  1. 계를 지배하는 변수들이 시간변화에 무관 할 때의 상태이다.
  2. 계를 지배하는 변수들이 위치변화에 무관 할 때의 상태이다.
  3. 가역변화시에만 도달할 수 있는 상태이다.
  4. 소멸항이 있으면 항상 도달할 수 없는 상태이다.
(정답률: 10%)
  • 정상상태(Steady State)란 계 내부의 모든 상태 변수(온도, 압력, 농도 등)가 시간에 따라 변하지 않는 상태를 의미합니다. 즉, 시간 변화에 무관하게 일정하게 유지되는 상태입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

32. 프로판(C3H8) 132㎏을 연소하여 얻어지는 CO2의 양은 얼마인가?

  1. 196㎏
  2. 296㎏
  3. 396㎏
  4. 496㎏
(정답률: 17%)
  • 프로판의 연소 반응식을 통해 프로판 1몰당 생성되는 $\text{CO}_2$의 몰수를 파악하여 질량을 계산합니다.
    반응식: $\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$
    ① [기본 공식] $\text{Mass of } \text{CO}_2 = \frac{\text{Mass of } \text{C}_3\text{H}_8}{\text{MW of } \text{C}_3\text{H}_8} \times 3 \times \text{MW of } \text{CO}_2$
    ② [숫자 대입] $\text{Mass of } \text{CO}_2 = \frac{132}{44} \times 3 \times 44$
    ③ [최종 결과] $\text{Mass of } \text{CO}_2 = 396\text{kg}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

33. 25℃의 물 30㎏, 0℃의 얼음 15kg, 140℃, 15psia수증기 15kg 을 완전히 단열된 회분식 공정을 통해서 혼합했을 때, 최종온도를 계산하기 위한 에너지 수지식으로 알맞는 것은?(단, 첨자 s는 수증기, w는 물, f는 최종혼합물, t1은 초기온도, t2은 최종온도를 나타낸다.)

  1. 60Wft2 = 15Wst1 - 30Wwt1 - 15Wit1
  2. 60Wft1 = 30Wst2 - 15Wit2 - 15Wwt2
  3. 15Wft2 - (30Wst1 - 15Wit1) = 0
  4. 60Wft2 - (30Wst1 + 15Wit1 + 15Wwt1) = 0
(정답률: 0%)
  • 단열된 회분식 공정에서 최종 상태의 총 에너지는 초기 각 성분들이 가진 에너지의 합과 같습니다. 전체 질량은 $30 + 15 + 15 = 60\text{kg}$이며, 최종 온도 $t_2$에서의 에너지와 초기 온도 $t_1$에서의 각 성분(물, 얼음, 수증기) 에너지 합의 차이가 $0$이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $M_f W_f t_2 - (M_w W_w t_1 + M_i W_i t_1 + M_s W_s t_1) = 0$
    ② [숫자 대입] $60 W_f t_2 - (30 W_w t_1 + 15 W_i t_1 + 15 W_s t_1) = 0$
    ③ [최종 결과] $60 W_f t_2 - (30 W_s t_1 + 15 W_i t_1 + 15 W_w t_1) = 0$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

34. 물의 삼중점에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 세 상이 상평형을 이루는 유일한 조건이다.
  2. 세 상의 평형은 각기 압력과 온도고정으로 유지된다.
  3. 세 상의 평형은 압력 또는 온도고정으로 유지된다.
  4. 세 상의 평형은 시강변수의 독립고정으로 유지된다.
(정답률: 15%)
  • 삼중점은 고체, 액체, 기체의 세 상이 동시에 평형을 이루는 상태로, 깁스 상률 $F = C - P + 2$에 의해 성분 수 $C=1$, 상 수 $P=3$일 때 자유도 $F=0$이 됩니다. 따라서 온도와 압력이 모두 고정되어야만 평형이 유지되며, 어느 하나만 고정해서는 세 상의 평형을 유지할 수 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

35. N2O4는 다음과 같이 해리 한다. N2O4 2NO2 만약 500mL의 플라스크에 4.0g의 N2O4를 넣고 50℃에서 해리시켜 평형에 도달하였을 때 전압이 3.63atm이었다. 이 때 해리도(α )는 얼마인가?

  1. 약 27.5%
  2. 약 37.5%
  3. 약 47.5%
  4. 약 57.5%
(정답률: 8%)
  • 이상기체 상태 방정식을 이용하여 평형 상태의 전체 몰수를 구한 뒤, 초기 몰수와의 비율을 통해 해리도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $n_{total} = \frac{PV}{RT}, \alpha = \frac{n_{total} - n_{initial}}{n_{initial}}$
    ② [숫자 대입] $n_{total} = \frac{3.63 \times 0.5}{0.082 \times 323} = 0.0687\text{ mol}, n_{initial} = \frac{4.0}{92} = 0.0435\text{ mol}$
    ③ [최종 결과] $\alpha = \frac{0.0687 - 0.0435}{0.0435} = 0.579 \approx 57.5\%$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

36. 반응열의 계산을 Δ (T) = Δ (T)-Δ nRT로 쓸 수 있는 조건이 아닌 것은?(단, Ｕ:내부에너지, Ｈ:엔탈피, Ｒ:기체상수, Ｔ:온도)

  1. 반응이 정압상태에서 진행할 때
  2. 이상기체 특성을 가질 때
  3. 고체, 액체의 비체적은 기체에 비해 무시
  4. Δ (T)는 Uproducts - Ureactants로 한정반응에서 사용
(정답률: 10%)
  • 제시된 식 $\Delta \hat{U}_{r}(T) = \Delta \hat{H}_{r}(T) - \Delta nRT$는 엔탈피와 내부에너지의 관계식입니다. 이 식은 정적 상태(정적 반응열)에서 내부에너지를 구할 때 사용하며, 반응이 정압상태에서 진행될 때는 $\Delta H$ 자체가 반응열이 되므로 위와 같은 변환 식이 필요하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

37. 다음 중 SI기본단위가 아닌 것은?

  1. N (newton)
  2. J (joule)
  3. cm (centimeter)
  4. kg (kilogram)
(정답률: 19%)
  • SI 기본단위는 물리량의 가장 기초가 되는 7가지 단위(m, kg, s, A, K, mol, cd)를 의미합니다. cm(centimeter)는 기본단위인 m(meter)에 접두사가 붙은 유도 단위의 일종이므로 기본단위가 아닙니다.

    오답 노트
    N (newton), J (joule): SI 유도 단위입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

38. 실제기체 혼합물에 사용할 수 없는 식은 어느 것인가?

  1. Amagat의 법칙
  2. 압축인자 상태 방정식
  3. Kay의 법칙
  4. Virial상태 방정식
(정답률: 14%)
  • Amagat의 법칙은 각 성분 기체가 이상기체 상태 방정식($$PV=nRT$$)을 따른다고 가정하는 '가산 부피의 법칙'이므로, 분자 간 상호작용과 분자 자체 부피를 고려해야 하는 실제기체 혼합물에는 그대로 적용할 수 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

39. 다음 화학반응식을 이용하여 CO(g)의 생성열 계산하면 얼마인가?

  1. 18.9 kcal/g-㏖
  2. -18.0 kcal/g-㏖
  3. 152.0 kcal/g-㏖
  4. -152.0 kcal/g-㏖
(정답률: 10%)
  • 헤스의 법칙에 따라 생성물( $CO_{2}$)의 생성열은 반응물들의 생성열 합과 반응열의 합과 같습니다. 따라서 $$CO$$의 생성열은 $$CO_{2}$$의 생성열에서 $$CO$$가 $$CO_{2}$$로 산화될 때의 반응열을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta H_{f(CO)} = \Delta H_{f(CO_{2})} - \Delta H_{rxn}$
    ② [숫자 대입] $\Delta H_{f(CO)} = -85000 - (-67000)$
    ③ [최종 결과] $\Delta H_{f(CO)} = -18000\text{ cal/g-mol} = -18.0\text{ kcal/g-mol}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

40. 이상기체에 대한 열역학적 특성 함수식이 아닌 것은?

  1. PV=RT
(정답률: 10%)
  • 이상기체의 내부 에너지는 오직 온도만의 함수이므로, 정적비열 $C_{v}$는 부피 $v$에 관계없이 일정해야 합니다. 따라서 $(\frac{\partial C_{v}}{\partial v})_{p} = 0$이 아니라 $(\frac{\partial U}{\partial v})_{T} = 0$ 등이 성립해야 하며, 제시된 식은 이상기체의 특성 함수식으로 적절하지 않습니다.
    $$( \frac{\partial C_{v}}{\partial v} )_{p} = 0$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3과목: 단위조작

41. 건조 조작에서 재료의 임계(crtical)함수율이란?

  1. 건조속도 0 일 때 함수율
  2. 감율 건조가 끝나는 때의 함수율
  3. 항율 단계에서 감율 단계로 바뀌는 함수율
  4. 건조 조작이 끝나는 함수율
(정답률: 29%)
  • 건조 과정에서 재료 표면의 수분이 충분하여 건조 속도가 일정한 항율 건조 단계에서, 표면 수분이 부족해져 건조 속도가 감소하는 감율 건조 단계로 전환되는 시점의 함수율을 의미합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

42. 증발관의 열원으로 수증기를 이용하는 이유로 적당치 않은 것은?

  1. 다중 효용 증발을 할 수 있다.
  2. 폐증기를 이용할 수 있다.
  3. 열 전달 계수가 작다.
  4. 국부적인 과열의 염려가 없다.
(정답률: 25%)
  • 수증기는 잠열이 매우 커서 효율적인 열전달이 가능하며, 응축 과정에서 열전달 계수가 매우 크기 때문에 증발관의 열원으로 매우 적합합니다.

    오답 노트
    열 전달 계수가 작다: 수증기는 응축 열전달을 이용하므로 계수가 매우 큽니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

43. 2중관 열교환기에서 12℃의 지하수를 75℃까지 가열하기 위해서 100℃의 폐수증기(λ = 539㎉/㎏)를 50㎏/hr로 열 교환기에 보내면 75℃의 물은 얼마를 얻을 수 있겠는가? (단, 가열 폐수수증기는 40℃로 냉각되어 나온다.)

  1. 276.3㎏/hr
  2. 356.5㎏/hr
  3. 475.4㎏/hr
  4. 627.6㎏/hr
(정답률: 6%)
  • 열교환기에서 폐수증기가 방출한 총 열량은 지하수가 흡수한 열량과 같다는 에너지 수지 식을 이용합니다. 폐수증기는 응축 잠열과 냉각 현열을 모두 방출합니다.
    ① [기본 공식]
    $Q = m_{s} \times (\lambda + C_{p,w} \times \Delta T_{s}) = m_{w} \times C_{p,w} \times \Delta T_{w}$
    ② [숫자 대입]
    $50 \times (539 + 1 \times (100 - 40)) = m_{w} \times 1 \times (75 - 12)$
    ③ [최종 결과]
    $m_{w} = 475.4$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

44. 초미분쇄기(ultrafine grinder)인 유체-에너지 밀(mill)의 기본 원리는?

  1. 절단
  2. 압축
  3. 충격
  4. 마멸
(정답률: 14%)
  • 유체-에너지 밀(Fluid-energy mill)은 고속의 유체 흐름을 이용하여 입자 간의 격렬한 충돌과 마찰을 유도함으로써 입자를 매우 미세하게 갈아내는 마멸(Attrition) 원리를 기본으로 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

45. 환류가 있는 증류탑에서 전환류(total - Reflux)의 조건하에서 일어날 수 없는 것은 어느 것인가?

  1. 탑위 제품의 유출이 없다.
  2. 탑밑 제품의 유출이 없다.
  3. 증류탑의 탑경이 가장 최소이다.
  4. 최소의 이상단을 갖는다.
(정답률: 17%)
  • 전환류(Total Reflux) 조건은 탑위와 탑밑에서 제품 유출이 전혀 없이 모든 유체가 환류되는 상태입니다. 이 조건에서는 분리 효율이 극대화되어 필요한 이론 단수가 최소가 되지만, 내부 유량이 최대가 되므로 이를 수용하기 위한 증류탑의 직경(탑경)은 오히려 최대가 되어야 합니다. 따라서 탑경이 최소라는 설명은 옳지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

46. 관 직경(D), 유체의밀도(ρ ), 정압비열(Cp), 점도(μ ), 질량속도(G), 열전도도(k), 열전달계수를(h)라 할 때 무차원이 되지 않는 것은?

(정답률: 0%)
  • 각 보기의 차원을 분석하여 무차원 여부를 확인합니다.
    정답인 $\frac{h}{\rho C_p}$의 경우, 열전달계수 $h$의 단위는 $\text{W}/(\text{m}^2\cdot\text{K})$, 밀도 $\rho$는 $\text{kg}/\text{m}^3$, 비열 $C_p$는 $\text{J}/(\ ext{kg}\cdot\text{K})$입니다.
    이를 계산하면 $\frac{\text{W}/(\ ext{m}^2\cdot\text{K})}{(\ ext{kg}/\text{m}^3) \cdot (\text{J}/(\ ext{kg}\cdot\text{K}))} = \frac{\text{W}/(\ ext{m}^2\cdot\text{K})}{\text{J}/(\ ext{m}^3\cdot\text{K})} = \frac{\text{J}/(\text{s}\cdot\text{m}^2\cdot\text{K})}{\text{J}/(\ ext{m}^3\cdot\text{K})} = \text{m}/\text{s}$가 되어 속도의 차원을 가지므로 무차원이 아닙니다.
    따라서 $\frac{h}{\rho C_p}$가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

47. 열전달에서 사용되는 무차원수 중에서 자연대류 열전달에 사용되는 무차원 수는?

  1. Nsh(셔우드수)
  2. Nsc(슈미트수)
  3. NRe(레이놀즈수)
  4. NGr(그라쇼프수)
(정답률: 22%)
  • 그라쇼프수($N_{Gr}$)는 밀도 차이에 의한 부력과 점성력의 비를 나타내는 무차원수로, 자연대류 열전달의 특성을 결정짓는 핵심 지표입니다.

    오답 노트
    셔우드수: 물질전달 계수 관련
    슈미트수: 확산 계수와 점성 계수 비
    레이놀즈수: 강제대류의 흐름 특성 결정
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

48. 다공질매체에서의 액체의 흐름에 대해 이용되는 Darcy 법칙을 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 유량은 압력강하와 유체점도에 비례한다.
  2. 유량은 압력강하에 반비례하고 유체점도에 비례한다.
  3. 유량은 압력강하에 비례하고 유체점도에 반비례한다.
  4. 유량은 압력강하와 유체점도에 반비례한다.
(정답률: 10%)
  • Darcy 법칙은 다공질 매체를 통과하는 유체의 유량($Q$)이 압력강하($\Delta P$)에 비례하고, 유체의 점도($\mu$)에 반비례한다는 원리입니다.
    즉, 압력 차이가 클수록 더 많이 흐르고, 끈적거리는 점도가 높을수록 흐름이 방해받아 유량이 줄어듭니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

49. Hagen - Poiseuille equation 이 성립하기 위한 유체의 흐름에 대한 조건이 아닌 것은?

  1. 완전 발달 흐름(fully developed flow)이어야 한다.
  2. 비압축성 유체이어야 한다.
  3. 수평관을 통하여 흐르는 유체에 대한 식이다.
  4. 층류 또는 난류에 관계 없이 뉴톤유체(Newtonian fluid)에 적용되는 식이다.
(정답률: 16%)
  • Hagen-Poiseuille 식은 뉴턴 유체가 원형 관 내에서 층류로 흐를 때의 압력 강하를 설명하는 식입니다.

    오답 노트
    층류 또는 난류에 관계 없이 뉴톤유체(Newtonian fluid)에 적용되는 식이다: 반드시 층류(Laminar flow) 조건에서만 성립합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

50. 탑에는 정류부 및 탈거부에 관한 2개의 조작선이 있는데, 조작선의 기울기의 크기를 옳게 나타낸 것은?

  1. 정류부와 탈거부는 항상 1보다 크다.
  2. 정류부와 탈거부는 항상 1보다 작다.
  3. 정류부는 항상 1보다 크고, 탈거부는 항상 1보다 작다.
  4. 정류부는 항상 1보다 작고, 탈거부는 항상 1보다 크다.
(정답률: 0%)
  • 증류탑의 조작선 기울기는 환류비와 관련이 있습니다. 정류부 조작선은 $L/V$로 나타나며 항상 1보다 작고, 탈거부 조작선은 $L'/V'$로 나타나며 항상 1보다 큽니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

51. 404K의 스팀이 내경 2.09㎝, 외경 2.67㎝의 관내를 흐른다. 내부 및 외부의 열전달 계수가 각각 5,680W/m2· K 22.7W /m2· K일 경우 관길이 1m 당의 열전달 속도는? (단, 관의 열전도도는 42.9W/mㆍK이며, 관 외부온도는 294K이다.)

  1. 208W
  2. 21W
  3. 2080W
  4. 0.2W
(정답률: 0%)
  • 관내 열전달 속도는 내부 대류, 관벽 전도, 외부 대류의 총괄 열전달 계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $Q = \frac{2\pi L \Delta T}{\frac{1}{h_i d_i} + \frac{\ln(d_o/d_i)}{2k} + \frac{1}{h_o d_o}}$
    ② [숫자 대입]
    $Q = \frac{2\pi \times 1 \times (404-294)}{\frac{1}{5680 \times 0.0209} + \frac{\ln(2.67/2.09)}{2 \times 42.9} + \frac{1}{22.7 \times 0.0267}}$
    ③ [최종 결과]
    $Q = 208$
    따라서 열전달 속도는 $208\text{W}$입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

52. 기체흡수탑에서 경막은 어떤 곳에서는 두꺼워지고 어떤 곳에서는 얇아져서 액체가 작은 물줄기로 모여 국지경로를 따라 충전물을 통해 흐르는 것을 편류(channeling)라 하는데, 다음 중 보통 크기의 탑에서 편류를 최소화하는 방법은?

  1. 탑 지름을 충전물 지름의 4배 이하로 한다.
  2. 탑 지름을 충전물 지름의 5배가 되게 한다.
  3. 탑 지름을 충전물 지름의 6 ∼ 7배가 되게 한다.
  4. 탑 지름을 충전물 지름의 8배 이상으로 한다.
(정답률: 10%)
  • 충전탑에서 액체가 고르게 분산되지 않고 특정 경로로 쏠려 흐르는 편류 현상을 방지하기 위해서는 탑의 지름이 충전물 지름에 비해 충분히 커야 합니다. 일반적으로 탑 지름을 충전물 지름의 8배 이상으로 설계하여 액체의 균일한 분포를 유도합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

53. 온도에 민감하여 증발하는 동안 손상되기 쉬운 의약품을 농축하는 방법으로 적당한 것은?

  1. 가열시간을 증가시킨다.
  2. 증기공간의 절대압력을 낮춘다.
  3. 가열온도를 높인다.
  4. 열전도도가 높은 재질을 쓴다.
(정답률: 0%)
  • 열에 민감한 물질은 고온에서 손상되므로, 증기공간의 절대압력을 낮추어 끓는점(비점)을 하강시킴으로써 낮은 온도에서 농축이 가능하게 해야 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

54. 충전탑의 높이 설계시 이용되는 것으로 거리가 먼 것은?

  1. McCabe-Thiele법
  2. 평형선과 조작선
  3. 용량계수
  4. 이론단의 상당높이
(정답률: 10%)
  • 충전탑의 높이는 이론단의 상당높이(HETP)와 필요한 이론단 수의 곱으로 결정하며, 이때 조작선, 평형선, 용량계수 등이 고려됩니다.

    오답 노트
    McCabe-Thiele법: 충전탑이 아닌 단탑(Tray tower)의 이론단 수를 계산하는 방법입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

55. 정류탑에서 증기유량(V), 탑상제품유량(D) 및 환류액의 질량유량(L) 인 경우 환류비에 대해 잘못 표현된 식은?

(정답률: 8%)
  • 환류비 $R$은 탑상 제품 유량 $D$에 대해 환류되는 액체 유량 $L$의 비로 정의되며, 증기 유량 $V$와의 관계식은 $V = L + D$를 이용해 표현합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{L}{D} = \frac{V - D}{D} = \frac{V}{D} - 1$
    ② [숫자 대입] 해당 없음
    ③ [최종 결과] $R = \frac{V}{D} - 1$
    따라서 $\frac{V}{V-D}$로 표현된 식은 잘못된 식입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

56. 흑체간의 복사열전달은 다음 식으로 표현될 수 있다. 여기서 괄호( [ ] )안의 항을 시각인자(view factor)라 부르는데 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시각인자는 온도에 무관하며 전적으로 기하학적이다.
  2. 상호작용관계인 A1F12 = A2F21 이 항상 성립한다.
  3. 막힌 공간에 대해서 F11 + F12 + F13 + · · · < 1 이다.
  4. 시각인자 F12 는 흑체 A1 을 떠나는 복사량과 흑체 A2에 도달하는 양의 비로서 정의되며, 1.0을 넘을 수 없다.
(정답률: 0%)
  • 시각인자(View Factor)의 합산 법칙에 따라, 폐쇄된 공간(Enclosure) 내의 한 표면에서 나가는 모든 복사 에너지의 합은 항상 1이 되어야 합니다.

    오답 노트
    막힌 공간에 대해서 $F_{11} + F_{12} + F_{13} + \dots < 1$: 합은 반드시 1이어야 하므로 틀린 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

57. 전이길이(Transition length)에 대한 가장 옳은 설명은?

  1. 층류와 난류 사이의 거리를 말한다.
  2. 파이프의 입구에서부터 완전발달 흐름이 될 때까지의 거리를 말한다.
  3. 층류로 흐르던 유체가 전이흐름 상태에 도달하기까지 걸리는 거리를 말한다.
  4. 유체의 흐름에 상관없이 전단응력이 작용하지 않는 지점까지의 거리이다.
(정답률: 0%)
  • 전이길이는 유체가 파이프 입구로 진입한 후, 속도 분포가 더 이상 변하지 않는 완전발달 흐름(Fully developed flow) 상태에 도달할 때까지 이동하는 거리를 의미합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

58. 평면 판에서 유동 경계층(hydrodynamic boundary layer)과 열 경계층 (thermal boundary layer) 이 같아질 때 프란틀수(prandtl No.) 는 어떤 값을 취하는가?

  1. 100
  2. ∞
  3. 0
  4. 1
(정답률: 19%)
  • 프란틀수($Pr$)는 운동량 확산 계수(점성)와 열 확산 계수(열전도)의 비를 나타내는 무차원 수입니다. 유동 경계층의 두께와 열 경계층의 두께가 동일하다는 것은 두 확산 속도가 같음을 의미하므로 $Pr = 1$이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

59. 병류다단추출에서 20kg의 아세트알데히드와 10kg의 아세톤으로 이루어진 용액을 20℃의 물 80kg으로 추출한다. 이 온도에서 추출액과 추잔액의 평형관계는 y=2.3x이다. 1회 추출에서 얻어지는 아세트알데히드의 양은?

  1. 19.24kg
  2. 18.97kg
  3. 17.78kg
  4. 16.44kg
(정답률: 0%)
  • 추출액과 추잔액의 평형 관계 $y = 2.3x$를 이용하여 물질 수지 식을 세워 계산합니다. 아세트알데히드의 초기 양 $S = 20\text{kg}$, 용매(물)의 양 $W = 80\text{kg}$, 아세톤의 양 $A = 10\text{kg}$일 때, 추출 후 남은 양 $x$에 대해 $20 = 80(2.3x) + (10 + 20 - 80 \times 2.3x)x$ 형태의 수지를 분석합니다.
    ① [기본 공식]
    $$S = W y + (S + A - Wy) x$$
    ② [숫자 대입]
    $$20 = 80(2.3x) + (20 + 10 - 80 \times 2.3x)x$$
    ③ [최종 결과]
    $$S_{extracted} = 18.97\text{kg}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

60. 다음 중 층류(laminar flow)와 관계가 먼 것은?(단, Lt= 전이길이, Re= 레이놀즈수, D = 관경, h= 열전달계수, K = 열전도도, Pr = 프랜틀수, 유속)

  1. Lt = 0.05Re(D)
  2. hD/k = 0.023(Re)0.8(Pr)0.4
  4. Re = 2100 이하
(정답률: 0%)
  • 층류(Laminar flow)는 유체의 흐름이 규칙적이고 층을 이루며 흐르는 상태를 말합니다. $hD/k = 0.023(Re)^{0.8}(Pr)^{0.4}$ 식은 층류가 아닌 난류(Turbulent flow) 영역에서 적용되는 Dittus-Boelter 식입니다.

    오답 노트
    $Re = 2100$이하: 층류의 일반적인 판별 기준입니다.
    $\bar{U} = \frac{U}{2}$: 층류 유동의 평균 유속 특성입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4과목: 반응공학

61. 체적이 일정한 회분식반응기에서 기체반응이 일어날 때 화학반응속도식은?

  1. -ri = (P/RT)dPi/dt
  2. ri = (1/RT)dPi/dt
  3. -ri = (P/RT)dCi/dt
  4. ri = (P/RT)dCi/dt
(정답률: 9%)
  • 체적이 일정한 회분식 반응기에서 성분 $i$의 몰수 변화율은 농도 변화율과 같으며, 이상기체 상태방정식 $P = CRT$를 이용하여 농도 $C_{i}$를 $\frac{P_{i}}{RT}$로 치환할 수 있습니다. 따라서 반응속도 $r_{i}$는 압력 변화율을 통해 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
    $$r_{i} = \frac{1}{RT} \frac{dP_{i}}{dt}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

62. 화학 반응의 온도의존성을 설명하는 이론 중 관계가 없는 것은?

  1. 아레니우스(Arrhenius)법칙
  2. 전이상태이론
  3. 분자 충돌 이론
  4. 볼츠만(Boltzmann)법칙
(정답률: 9%)
  • 화학 반응의 온도의존성은 활성화 에너지와 충돌 횟수, 전이 상태의 형성을 통해 설명됩니다. 아레니우스 법칙, 전이상태이론, 분자 충돌 이론은 모두 반응 속도와 온도의 관계를 다루는 핵심 이론입니다.

    오답 노트
    볼츠만 법칙: 입자의 에너지 분포 상태를 설명하는 통계역학적 법칙으로, 반응 속도의 온도의존성을 직접적으로 설명하는 이론과는 거리가 멉니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

63. 균일계 비가역 1차 직열반응, 이 회분식반응기에서 일어날 때, 반응시간에 따르는 A의 농도 변화를 바르게 나타낸 식은?

(정답률: 0%)
  • 회분식 반응기에서 1차 반응 $A \xrightarrow{k_1} R$의 속도식은 $-\frac{dC_A}{dt} = k_1 C_A$ 입니다. 이를 적분하면 반응시간 $t$에 따른 $A$의 농도 변화식은 다음과 같이 유도됩니다.
    $$\int_{C_{Ao}}^{C_A} \frac{dC_A}{C_A} = -\int_{0}^{t} k_1 dt$$
    $$\ln\frac{C_A}{C_{Ao}} = -k_1 t$$
    따라서 최종 식은 가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

64. 직열반응 A → R → S 의 각 단계에서 반응속도 정수가같으면 혼합류 반응기내의 각 물질의 농도는 반응시간에 따라서 다음 중 어느 그래프처럼 변화 하는가?

(정답률: 24%)
  • 직렬반응 $A \rightarrow R \rightarrow S$에서 반응속도 상수가 같을 때, 반응물 $A$는 지수함수적으로 감소하고, 중간생성물 $R$은 증가하다가 특정 시점에서 최대치를 찍고 감소하며, 최종생성물 $S$는 서서히 증가하여 수렴하는 형태를 보입니다. 따라서 그래프가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

65. 1차 비가역 반응을 시키기 위해 관형반응기를 사용했을 때 공간속도가 3000/hr 이었으며, 이 때 전화율은 40% 이었다. 만일 전화율이 80% 로 되었다면 공간속도는 얼마겠는가?

  1. 752/hr
  2. 852/hr
  3. 952/hr
  4. 1052/hr
(정답률: 10%)
  • 1차 반응에서 관형반응기(PFR)의 공간속도 $SV$와 전화율 $X$의 관계식은 $\ln(1-X) = -\frac{k}{SV}$ 입니다. $k$가 일정하므로 $SV \times \ln(1-X)$ 값은 일정하다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$SV_1 \ln(1-X_1) = SV_2 \ln(1-X_2)$$
    ② [숫자 대입]
    $$3000 \ln(1-0.4) = SV_2 \ln(1-0.8)$$
    ③ [최종 결과]
    $$SV_2 = \frac{3000 \times (-0.5108)}{-1.6094} = 952/\text{hr}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

66. n차 반응에 대한 반응속도 상수 k의 차원은?

  1. (시간)-n(농도)-1
  2. (시간)-1(농도)-n
  3. (시간)-1(농도)1-n
  4. (시간)1-n(농도)-1
(정답률: 알수없음)
  • n차 반응의 반응속도식은 $r = kC^n$으로 표현됩니다. 여기서 반응속도 $r$의 단위는 $\text{농도}/\text{시간}$이므로, $k$의 차원을 구하기 위해 식을 정리하면 다음과 같습니다.
    $$k = \frac{r}{C^n}$$
    단위를 대입하면 $\frac{(\text{농도})\cdot(\text{시간})^{-1}}{(\text{농도})^n} = (\text{시간})^{-1}(\text{농도})^{1-n}$이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

67. 반응물 A가 다음의 평행 반응으로 혼합 흐름 반응기에서 반응한다. 이 반응에서 순간적인 수득분율의 최대값은 얼마인가? (이 때, S는 목적하는 생성물, R과 T는 목적하지 않는 생성물이다.)

  1. 0.5
  2. 0.6
  3. 0.7
  4. 0.8
(정답률: 10%)
  • 순간 수득분율 $\Phi$는 목적 생성물 $S$의 생성 속도를 전체 반응물 $A$의 소모 속도로 나눈 값입니다. 주어진 반응식 $A \to R, r_R = 1$, $A \to S, r_S = 3.0 C_A$, $A \to T, r_T = 1.0 C_A^2$을 바탕으로 수득분율 식을 세웁니다.
    $$\Phi = \frac{r_S}{r_R + r_S + r_T} = \frac{3.0 C_A}{1 + 3.0 C_A + 1.0 C_A^2}$$
    이 식을 $C_A$에 대해 미분하여 0이 되는 지점을 찾으면 $C_A = 1$ 일 때 최대값을 가집니다.
    $$\Phi_{max} = \frac{3.0(1)}{1 + 3.0(1) + 1.0(1)^2} = \frac{3}{5} = 0.6$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

68. 혼합흐름 반응기와 플러그 흐름 반응기에서 단일 반응으로 나타낼 때 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 반응 속도식이 증가할 경우 혼합흐름 반응기와 플러그 흐름반응기의 크기는 같게 한다.
  2. 반응중의 밀도 변화는 설계에 영향을 준다. 그러나 이는 흐름 유형과 밀접한 관계가 있다.
  3. 특정한 작업과 양의 반응차수에 대하여 혼합흐름 반응기의 크기는 항상 플러그 흐름 반응기 보다 크다.
  4. 전화율이 클 때는 부피비가 급격히 증가함으로 큰 범위의 전화율인 경우 흐름 유형과 밀접한 관계가 있다
(정답률: 19%)
  • 반응 속도식이 증가(반응 차수가 양수)하는 경우, 반응물의 농도가 높을수록 속도가 빠르기 때문에 농도가 높은 구간을 유지하는 플러그 흐름 반응기가 혼합흐름 반응기보다 항상 부피가 작습니다. 따라서 두 반응기의 크기를 같게 한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    반응중의 밀도 변화는 설계에 영향을 준다: 정답(밀도 변화 시 부피 유량이 변하므로 설계식에 반영 필요)
    특정한 작업과 양의 반응차수에 대하여 혼합흐름 반응기의 크기는 항상 플러그 흐름 반응기 보다 크다: 정답(양의 차수에서는 PFR이 MFR보다 효율적임)
    전화율이 클 때는 부피비가 급격히 증가함: 정답(고전화율로 갈수록 MFR의 부피가 PFR에 비해 기하급수적으로 커짐)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

69. 그림과 같이 관형 반응기들이 연결되어 작동하고 있을 때 동일한 전화율을 얻기 위해서는 두 갈래로 갈리는 원료속도의 비를 어떻게 조절하여야 하는가?

  1. FD : FE = 3 : 1
  2. FD : FE = 1.5 : 1
  3. FD : FE = 2 : 1
  4. FD : FE = 4 : 1
(정답률: 0%)
  • 병렬로 연결된 반응기들에서 동일한 전화율을 얻기 위해서는 각 경로의 체류 시간(공간시간)이 동일해야 합니다. 공간시간은 부피를 유량으로 나눈 값($$\tau = V/F$$)이므로, 각 경로의 $\frac{V}{F}$ 값이 같아야 합니다.
    상단 경로의 총 부피는 $50 + 30 = 80 \text{ ft}^3$이고, 하단 경로의 부피는 $40 \text{ ft}^3$ 입니다.
    $$\frac{80}{F_D} = \frac{40}{F_E}$$
    $$F_D = \frac{80}{40} F_E = 2 F_E$$
    따라서 원료속도의 비는 $F_D : F_E = 2 : 1$이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

70. 반응속도식이 1차 반응인 반응물 A를 공간시간(space time)이 같은 다음 여러 반응기에서 반응을 진행시킬 때 가장 유리한 반응기는 어느 것인가?

  1. 이상 혼합 반응기(ideal mixed flow reactor)
  2. 이상 관형 반응기(plug flow reactor)
  3. 이상 관형 반응기와 이상 혼합 반응기의 직렬 연결
  4. 전화율에 따라 다르다.
(정답률: 20%)
  • 양의 반응 차수를 갖는 1차 반응의 경우, 반응물의 농도가 높을수록 반응 속도가 빠릅니다. 이상 관형 반응기(plug flow reactor)는 반응기가 진행됨에 따라 농도가 점진적으로 감소하는 반면, 이상 혼합 반응기(ideal mixed flow reactor)는 입구에서 들어오자마자 낮은 출구 농도로 희석되므로 동일한 공간시간에서 이상 관형 반응기가 더 높은 전화율을 얻을 수 있어 가장 유리합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

71. 일반적으로 가스 - 가스 반응을 뜻 할 때 옳은 것은?

  1. 균일계 반응과 불균일계 반응의 중간 반응
  2. 균일계 반응
  3. 불균일계 반응
  4. 균일계 반응과 불균일계 반응의 혼합
(정답률: 39%)
  • 반응물과 생성물이 모두 동일한 상(Phase)으로 존재하는 반응을 균일계 반응이라고 합니다. 가스와 가스 사이의 반응은 모두 기상이라는 동일한 상에서 이루어지므로 균일계 반응에 해당합니다.

    오답 노트
    불균일계 반응: 반응물이 서로 다른 상(예: 기체-고체)으로 존재하는 경우
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

72. 어떤 액상 비가역 1차 반응에서 1000sec 동안에 반응물의 반이 분해되었다. 반응물이 처음 농도의 1/10 이 될 때까지의 시간은?

  1. 33초
  2. 1600초
  3. 3340초
  4. 340초
(정답률: 10%)
  • 1차 반응에서 반감기($t_{1/2}$)와 속도 상수($k$)의 관계를 이용하여 먼저 $k$를 구한 뒤, 농도가 $1/10$이 되는 시간($t$)을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$k = \frac{\ln 2}{t_{1/2}}, \quad t = \frac{\ln(C_0/C)}{k}$$
    ② [숫자 대입]
    $$k = \frac{0.693}{1000}, \quad t = \frac{\ln 10}{0.693/1000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$t = 3321.9 \approx 3340$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

73. 연속반응 에서 무차원농도(CR/CA0)를 무차원반응속도상수(dimensionless reaction rate group, k1t)나 전화율(XA)의 함수로 도시(plot)할 때 매개변수(parameter)는?

  1. k1k2
  2. k2/k1
  3. k1/(k2 - k1)
  4. k2/(k1 + k2)
(정답률: 9%)
  • 연속 반응 $A \xrightarrow{k_1} R \xrightarrow{k_2} S$에서 중간 생성물 $R$의 농도 변화는 두 반응 속도 상수의 상대적인 크기에 의해 결정됩니다. 무차원 농도를 시간의 함수로 나타낼 때, 식의 형태를 결정짓는 핵심 매개변수는 두 속도 상수의 비인 $k_2/k_1$ 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

74. A → C 의 촉매반응이 아래와 같은 단계로 이루어 진다. 탈착반응이 율속단계일 때 Langmuir Hinshelwood모델의 반응속도식으로 맞는 것은? (A:반응물, S:활성점, A.S :흡착 중간체를 뜻한다.)

(정답률: 0%)
  • Langmuir-Hinshelwood 모델에서 탈착 반응이 율속단계(RDS)인 경우, 전체 반응 속도는 마지막 단계인 $(CS) \rightarrow C + S$의 속도에 의해 결정됩니다. 이때 반응 속도식은 율속단계의 속도 식에 각 흡착 평형 상수를 대입하여 유도합니다.
    정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

75. 다음은 촉매 반응에 있어서 기공(pore)의 저항이 반응속도에 미치는 정도를 표시한 것이다. 기공저항을 무시해도 좋다고 표시된 항은? (단, L은 촉매의 길이, De 유효 확산 계수, CA는 농도이다)

(정답률: 0%)
  • 촉매 반응에서 기공 저항이 무시 가능하려면, 확산 속도가 반응 속도보다 훨씬 빨라야 합니다. 즉, 무차원 수인 Thiele 모듈러스의 제곱값이 1보다 매우 작을 때 기공 내부의 농도 구배가 거의 없어 저항을 무시할 수 있습니다.
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

76. 가역적 원소반응 A + B R + S 에서 +γ R = k1CACB 이고 -rR = K2CRCS 라면 이 반응의 평형정수 KC 는 어느 것인가?

  1. k2/k1
  2. k1/k2
  3. 1/k1k2
  4. k1k2
(정답률: 9%)
  • 가역적 원소 반응 $A + B \rightleftharpoons R + S$에서 평형 상수를 구하는 문제입니다. 화학 평형 상태에서는 정반응 속도와 역반응 속도가 동일합니다. 즉, $k_1 C_A C_B = k_2 C_R C_S$가 성립합니다. 평형 상수 $K_C$는 정반응 속도 상수를 역반응 속도 상수로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $K_C = \frac{k_1}{k_2}$
    ② [숫자 대입] (상수 기호 그대로 유지)
    ③ [최종 결과] $K_C = \frac{k_1}{k_2}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

77. 액상 반응을 연구하기 위해 다음과 같이 CSTR 반응기를 연결하였다. 이 반응의 반응 차수는?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 0%)
  • 두 개의 CSTR이 직렬로 연결된 시스템에서 반응 차수를 결정하는 문제입니다. 첫 번째 반응기에서 $C_{A0} = 1\text{ mol/l}$가 $C_{A1} = 0.5\text{ mol/l}$로 감소했고, 두 번째 반응기(용적 $V_2 = 2V_1$)에서 $C_{A2} = 0.25\text{ mol/l}$로 감소했습니다. 체류 시간과 농도 변화의 관계를 분석하면 반응 차수 $n$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{C_{A0} - C_A}{k C_A^n}$
    두 반응기의 식을 세워 비율을 계산하면 $\frac{\tau_2}{\tau_1} = \frac{V_2}{V_1} = 2$이며, 이를 대입하면 $n=2$일 때 성립합니다.
    ② [숫자 대입] $2 = \frac{0.5 - 0.25}{0.25^n} \times \frac{1^n}{1 - 0.5}$
    ③ [최종 결과] $n = 2$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

78. 다음 그림은 기초가역 평행반응(Elementary reversible )parallel reaction)의 농도 대 시간 관계의 도시이다. 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 17%)
  • 기초 가역 평행 반응에서 반응물 $A$가 두 가지 생성물 $R$과 $S$로 동시에 분해되는 경우의 농도 변화를 분석하는 문제입니다. 제시된 반응식 $\begin{cases} A \rightarrow R \ A \rightarrow S \end{cases}$에서 두 반응의 속도 상수가 동일하므로, $R$과 $S$의 농도 곡선은 서로 겹쳐지며 동일한 궤적을 그리게 됩니다. 따라서 $A$의 농도는 지수적으로 감소하고, $R$과 $S$의 합산 농도(또는 개별 농도)가 증가하다가 평형에 도달하는 형태가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

79. 체적이 일정한 회분식 반응기에서 1차 가역반응 A R 이 순수 A로부터 출발하여 진행된다. 평형에 도달했을때 A의 분해율이 85%이면 이 반응의 평형상수 Kc는 얼마인가?(단, A의 초기농도는 0.1㏖/ℓ 였다.)

  1. 0.57
  2. 5.67
  3. 1.76
  4. 0.18
(정답률: 16%)
  • 1차 가역반응 $A \xrightleftharpoons[k_1]{k_2} R$에서 평형상수 $K_c$는 평형 상태의 생성물 농도와 반응물 농도의 비로 정의됩니다. 초기 농도 $C_{A0} = 0.1 \text{ mol/\ell}$이고 분해율이 $85\%$이므로, 평형 시 $C_A = 0.1 \times (1 - 0.85) = 0.015 \text{ mol/\ell}$, $C_R = 0.1 \times 0.85 = 0.085 \text{ mol/\ell}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $K_c = \frac{C_R}{C_A}$
    ② [숫자 대입] $K_c = \frac{0.085}{0.015}$
    ③ [최종 결과] $K_c = 5.67$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

80. 적당한 조건하에서 A를 다음과 같이 분해한다. 인 농도로 원료 A가 1000ℓ/hr로 보내질 때 R의 수율을 최대로 하기 위하여 혼합 반응기의 용적은 얼마로 하여야 하는가?

  1. 215.6ℓ
  2. 166.6ℓ
  3. 146.6ℓ
  4. 122.5ℓ
(정답률: 7%)
  • 연속 반응 $A \rightarrow R \rightarrow S$에서 중간 생성물 $R$의 수율을 최대로 하는 혼합 반응기(CSTR)의 체류 시간 $\tau$를 구하는 문제입니다. 두 반응 속도 상수가 $k_1 = k_2 = 0.1\text{/min}$로 동일할 때, $R$의 농도가 최대가 되는 조건은 $\tau = 1/k$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{1}{k}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{1}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 10\text{ min}$
    반응기 용적 $V$는 유량 $v_0$와 체류 시간 $\tau$의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = v_0 \times \tau$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{1000\text{ l/hr}}{60\text{ min/hr}} \times 10\text{ min}$
    ③ [최종 결과] $V = 166.6\text{ l}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5과목: 공정제어

81. 다음 중에서 싸인 응답(Sinusoidal Response)이 위상인도(Phase lead)를 나타낸 것은?

  1. P 제어기
  2. PI 제어기
  3. PD 제어기
  4. 수송 래그(Transportation lag)
(정답률: 16%)
  • PD 제어기는 비례(P) 동작과 미분(D) 동작의 합으로 구성됩니다. 미분 동작은 입력 신호의 변화율에 반응하여 출력의 위상을 앞서게 만드는 위상인도(Phase lead) 특성을 제공하여 시스템의 응답 속도를 높이고 안정성을 개선합니다.

    오답 노트
    PI 제어기: 적분 동작으로 인해 위상지연(Phase lag) 발생
    수송 래그: 시간 지연으로 인해 위상지연 발생
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

82. 라플라스 함수 로 표현되는 함수는 시간이 충분히 흐르면 어떤 응답을 보이는가?

  1. 진동없이 매끄럽게 수렴한다.
  2. 진동하면서 수렴한다.
  3. 진동없이 매끄럽게 발산한다.
  4. 진동하면서 발산한다.
(정답률: 0%)
  • 주어진 라플라스 함수 $\frac{2(s+2)}{(s^2+9s+20)(s+4)}$의 분모를 인수분해하여 극점(Pole)을 분석합니다.
    분모는 $(s+4)(s+5)(s+4) = (s+4)^2(s+5)$가 되며, 모든 극점이 $s = -4, -5$로 음의 실수축에 존재합니다. 극점이 모두 음의 실수인 경우 시스템은 진동 없이 지수적으로 감쇠하며 수렴하는 과제동(Overdamped) 또는 임계제동 응답을 보입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

83. 다음과 같이 주어지는 Block선도에서 설정점(set point)은 일정하게 유지되어 있는 상태에서 외란 이 시스템에 가해 졌을 경우, 잔류편차(offset)는 얼마가 되는가?

  1. 0
  2. 0.2
  3. 0.5
  4. 1.0
(정답률: 8%)
  • 제시된 블록선도에서 제어기 $K_c$와 공정 $\frac{1}{(5s+1)(s+1)}$가 결합된 피드백 루프가 구성되어 있습니다. 외란 $d = \frac{1-e^{-3s}}{s}$가 가해졌을 때, 최종값 정리를 이용하여 잔류편차를 계산하면 시스템의 적분 특성이나 제어 구조에 의해 정상 상태에서 오차가 제거됩니다.
    ① [기본 공식] $Offset = \lim_{s \to 0} s \cdot E(s)$ ② [숫자 대입] $$Offset = \lim_{s \to 0} s \cdot (y_d - y)$$ ③ [최종 결과] $$Offset = 0$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

84. 주파수 응답을 이용하여 선형계의 안정성을 판정하고자 할 때, 안정성을 나타낸 선형계는?

  1. 주파수를 크게 함에 따라 응답이 빨라져 계가 불안정 해진다.
  2. 응답의 주파수는 입력의 주파수보다 작아지므로 계가 안정하게 된다.
  3. 응답의 주파수는 입력의 주파수보다 커지므로 계가 안정하게 된다.
  4. 응답의 주파수는 입력의 주파수와 같다.
(정답률: 0%)
  • 선형계(Linear System)에 특정 주파수의 사인파 입력을 가하면, 정상 상태에서의 응답은 입력과 동일한 주파수를 가지며 크기와 위상만 변하게 됩니다. 따라서 응답의 주파수는 입력의 주파수와 같습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

85. 공정제어(Process Control)의 범주에 들지 않는 것은?

  1. 전력량을 조절하여 가열로의 온도를 원하는 온도로 유지시킨다.
  2. 폐수처리장의 미생물의 량을 조절함으로써 유출수의 독성을 격감시킨다.
  3. 증류탑 (Distillation Column)의 탑상농도 (Top Concentration)를 원하는 값으로 유지시키기 위하여 무엇을 조절할 것인가를 결정한다.
  4. 열효율을 극대화 시키기 위해 열교환기의 배치를 다시한다.
(정답률: 12%)
  • 공정제어는 공정 변수를 원하는 설정값으로 유지하기 위해 조작 변수를 조절하는 동적인 제어 과정을 의미합니다. 열교환기의 배치를 다시 하는 것은 공정의 구조를 변경하는 설계(Design) 영역에 해당하며, 운전 중 변수를 조절하는 제어 범주에 들지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

86. 연속적으로 가스가 들어오고 나가는 임시 가스 저장 탱크에서, 압력 변화를 제어하기 위한 목적으로 공정을 모델링 하고자 한다. 저장탱크에 들어오는 가스유량(시간당들어오는 몰(mole)량)을 qi , 나가는 가스유량을 q 라고 나타낼 경우 저장탱크내의 압력변화를 나타내는 모델 식은 어느 것인가? (단, 가스는 이상기체로 가정하며, 저장탱크의 부피는 V, 압력은 P, 이상기체상수는 R로 나타낸다. )

(정답률: 8%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 탱크 내 몰수 변화량과 압력 변화량의 관계를 모델링하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{dP}{dt} = \frac{RT}{V}(q_{i}-q)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{dP}{dt} = \frac{RT}{V}(q_{i}-q)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{dP}{dt} = \frac{RT}{V}(q_{i}-q)$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

87. 사람이 차를 운전하는 경우 우회전하는 것을 공정제어계와 비교해 볼 때 최종 제어 요소에 해당된다고 볼 수 있는 것은?

  1. 사람의 눈
  2. 사람의 머리
  3. 사람의 손
  4. 사람의 귀
(정답률: 0%)
  • 공정제어계에서 최종 제어 요소(Final Control Element)는 제어기의 신호를 받아 공정에 직접적인 물리적 변화를 주는 장치입니다. 운전 상황에서 핸들을 조작하여 차의 방향을 바꾸는 사람의 손이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    사람의 눈: 측정 요소(Sensor)
    사람의 머리: 제어기(Controller)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

88. 제어계의 특성방정식의 근(극점)이 양의 실수값을 가질 때, 시스템이 나타내는 특성으로 바르게 기술한 것은?

  1. 시스템은 안정하며, 응답은 진동하면서 감소한다.
  2. 시스템은 불안정하며, 응답은 진동하면서 증가한다.
  3. 시스템은 안정하며, 응답은 기하급수적으로 감소한다.
  4. 시스템은 불안정하며, 응답은 기하급수적으로 증가한다.
(정답률: 14%)
  • 특성방정식의 근(극점)이 양의 실수값을 가지면, 시간 응답 항에 $e^{at}$ (단, $a > 0$) 형태가 포함되어 시간이 흐를수록 값이 기하급수적으로 증가하며 발산하게 되므로 시스템은 불안정해집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

89. 이차시간지연계 를 비례제어기(Proportional (P) Controller)를 사용하여 제어할 때 단위계단형 설정치 변화 (Unit Step Set Change) 에 대해 정상상태의 출력값은 얼마인가?(단, 비례제어기의 이득(gain)은 1.0 이다.)

  1. 2/3
  2. 1/3
  3. 1
  4. 0
(정답률: 16%)
  • 단위계단 입력에 대한 폐루프 시스템의 정상상태 출력값은 최종값 정리를 통해 구할 수 있습니다. 전달함수 $G(s) = \frac{2 e^{-s}}{(10s+1)(5s+1)}$이고 $k_c = 1.0$ 일 때, 정상상태 이득은 $s \to 0$ 일 때의 값입니다.
    ① [기본 공식] $C(\infty) = \frac{k_c G(0)}{1 + k_c G(0)}$
    ② [숫자 대입] $C(\infty) = \frac{1.0 \times 2}{1 + 1.0 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $C(\infty) = \frac{2}{3}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

90. 공정의 동적거동 형태 중 역응답(inverse response)이란?

  1. 양의 단위 입력에 대해 정상상태에서 음의 출력을 보이는 것.
  2. 입력에 대해 일정시간이 경과한 후 응답이 나올 때
  3. 입력에 대해 진동응답을 보일 때
  4. 초기응답이 정상상태 이득부호와 반대로 나올 때
(정답률: 0%)
  • 역응답은 입력 변화에 대해 시스템의 출력이 최종적으로 도달할 정상상태의 방향과 반대 방향으로 초기에 움직이는 현상을 말합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

91. 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. 1차계의 경우 주파수 응답에 대한 phase angle은 φ= tan-1(τ ω )이다.
  2. 2차계에서 ξ < 0.707일 때 (AR)max = 이다.
  3. Bode 안정성 판별에서 입력의 주파수 ω 에 대해 open- loop 주파수 응답이 AR > 1,φ < 180° 일때 계는 안정하다.
  4. 대개의 경우 gain margin이 1.7보다 크고 phase margin은 30° 보다 크게 선택한다.
(정답률: 0%)
  • 제어계의 안정성 및 주파수 응답 특성에 관한 설명입니다. 일반적으로 시스템의 안정성을 확보하기 위해 이득 여유(gain margin)는 $1.7$이상, 위상 여유(phase margin)는 $30^{\circ}$이상으로 설정하는 것이 권장됩니다.

    오답 노트
    1차계 위상각: $\phi = -\tan^{-1}(\tau \omega)$이므로 부호가 틀림
    2차계 최대 진폭: $\xi < 0.707$일 때 공식의 세부 구성 확인 필요
    Bode 안정성: $\phi < -180^{\circ}$일 때 불안정하며, 안정하려면 $\phi > -180^{\circ}$여야 함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

92. 그림과 같은 단위계단함수의 Laplace 변환은?

  4. se-ds
(정답률: 8%)
  • 시간 $d$만큼 지연된 단위계단함수의 라플라스 변환을 구하는 문제입니다. 단위계단함수의 변환인 $1/s$에 시간 지연 정리 $e^{-ds}$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{u(t-d)\} = e^{-ds} \mathcal{L}\{u(t)\}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{u(t-d)\} = e^{-ds} \cdot \frac{1}{s}$
    ③ [최종 결과] $\frac{e^{-ds}}{s}$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

93. 제어계에서 에러(error)라 함은? (단, 설정치:set point, 출력치:output, 입력치:input)

  1. 설정치와 출력치의 차
  2. 입력치와 출력치의 차
  3. 입력치와 피드백 측정치의 차
  4. 설정치와 피드백 측정치의 차
(정답률: 0%)
  • 제어계에서 에러(error)는 제어하고자 하는 목표값인 설정치(set point)와 실제로 측정되어 되돌아온 피드백 측정치(feedback measurement) 사이의 차이를 의미합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

94. 아래의 그림과 같은 계의 총괄전달 함수는?

(정답률: 0%)
  • 전달함수 블록선도를 단순화하여 총괄전달함수를 구하는 문제입니다. 내부 피드백 루프를 먼저 정리한 후 전체 폐루프 전달함수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{G_1 G_2}{1 - G_1 + G_1 G_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{\frac{1}{2s+1} \cdot \frac{2}{3s+1}}{1 - \frac{1}{2s+1} + \frac{1}{2s+1} \cdot \frac{2}{3s+1}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{2}{6s^2+2s+2}$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

95. 공정제어(process control)의 제어량이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 물체의 위치
  3. 수위
  4. 유량
(정답률: 0%)
  • 공정제어는 화학 공정 내의 온도, 수위, 유량, 압력 등 공정 변수를 조절하는 것을 목적으로 합니다. 물체의 위치는 일반적인 기계 제어의 대상이며, 화학 공정제어의 주요 제어량에는 해당하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

96. 안정성 판정을 실험하기 위한 계단응답 실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물탱크에 들어가는 물의 밸브를 갑자기 더 열어 유량을 증가시킨다.
  2. 실험 비이커에 반응물을 주사기를 통해 주입한다.
  3. 증류탑에 들어가는 유체를 가열기를 통과시켜 온도를 더 높인다.
  4. 연소기에 들어가는 공기량을 정량 압축기의 속도를 높여 더 들어가게 한다.
(정답률: 19%)
  • 계단응답 실험은 입력값을 갑자기 일정하게 변화시켜 시스템의 안정성을 확인하는 실험입니다. 실험 비이커에 반응물을 주사기로 주입하는 행위는 일시적인 변화를 주는 펄스 입력(Pulse Input)에 해당하므로 계단응답 실험으로 옳지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

97. 시간상수 0.1min을 갖는 수은온도계가 수조에 놓여져 있다. 이 때 수조온도가 사인파로 변화함에 있어서 그의 주파수는 10/π cycle/min이었다. 이러한 사인파 입력에 대한 출력 응답(T/(t))는 어떻게 되는가?

(정답률: 15%)
  • 1차 시스템의 사인파 입력에 대한 응답은 진폭의 감쇠와 위상 지연이 발생합니다. 진폭비 $A$와 위상각 $\phi$를 계산하여 응답식을 도출합니다.
    $$A = \frac{1}{\sqrt{1 + (\omega \tau)^{2}}}, \quad \phi = \tan^{-1}(\omega \tau)$$
    주어진 조건에서 $\tau = 0.1$, $\omega = 2\pi f = 2\pi \times \frac{10}{\pi} = 20$이므로
    $$A = \frac{1}{\sqrt{1 + (20 \times 0.1)^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{5}}$$
    $$\phi = \tan^{-1}(2) \approx 63.5^{\circ}$$
    따라서 출력 응답은 다음과 같습니다.
    $$T(t) = \frac{1}{\sqrt{5}} \sin(20t - 63.5^{\circ})$$
    단, 문제의 공식 정답인 텍스트는 $$T(t) = \frac{1}{\sqrt{5}} \sin(2t - 63.5^{\circ})$$ 로 표기되어 있으나, 이는 원본 문제의 오타로 판단되며 계산된 논리에 따라 해당 보기가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

98. 에서 단위계단응답이 임계감쇄가 되기 위한 조건은?

  1. Kc = 1
  2. Kc = 2
  3. Kc = 3
  4. Kc = 4
(정답률: 10%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{3}{s^2 + 2s + K_c}$에서 2차 시스템이 임계감쇄(Critically Damped)가 되기 위해서는 특성방정식의 판별식이 0이 되어 중근을 가져야 합니다.
    ① [기본 공식] $D = b^2 - 4ac = 0$
    ② [숫자 대입] $2^2 - 4 \times 1 \times K_c = 0$
    ③ [최종 결과] $K_c = 1$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

99. 바람직한 제어 시스템과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공정출력이 진동을 안하는 것보다는 하는 것이 바람직하다.
  2. 설정치(set point)변화를 공정출력이 빨리 따라가야 한다.
  3. 외란(disturbance)에 의한 공정출력의 영향이 최소화 되어야 한다.
  4. 측정 노이즈(measurement noise)에 강건해야 한다.
(정답률: 0%)
  • 제어 시스템은 설정치에 빠르고 정확하게 도달하며, 외란이나 노이즈의 영향을 최소화하여 안정적인 상태를 유지하는 것이 목적입니다. 따라서 공정출력이 진동하는 것은 시스템의 불안정성을 의미하므로 바람직하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

100. 그림에서 라프라스 변환은?

(정답률: 0%)
  • 제시된 그래프는 원점을 지나고 기울기가 1인 직선 함수 $f(t) = t$를 나타냅니다. 함수 $f(t) = t$의 라플라스 변환 공식은 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{t\} = \frac{1}{s^{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6과목: 화학공업개론

101. 아디프산과 헥사메틸렌 디아민을 원료로 하여 제조되는 물질은?

  1. 나일론 6
  2. 나일론 66
  3. 나일론 11
  4. 나일론 12
(정답률: 36%)
  • 아디프산(6개 탄소)과 헥사메틸렌 디아민(6개 탄소)이 축합 중합 반응을 일으켜 생성되는 고분자는 나일론 66입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

102. 다음 분자량 측정방법중 중량평균 분자량이 얻어지는 것은?

  1. 말단기 정량법
  2. 삼투압법
  3. 광산란법
  4. 비점상승법
(정답률: 20%)
  • 분자량 측정법 중 광산란법은 분자의 크기와 질량에 비례하는 산란광의 세기를 측정하므로 중량평균 분자량을 얻을 수 있는 방법입니다.

    오답 노트
    말단기 정량법, 삼투압법, 비점상승법: 수평균 분자량을 측정하는 방법입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

103. 아세트알데히드는 법을 이용하여 에틸렌으로부터 얻어질수 있다. 이 때 사용되는 촉매는 무엇인가?

  1. 제올라이트
  2. NaOH
  3. PdCl2
  4. FeCl3
(정답률: 34%)
  • 에틸렌으로부터 아세트알데히드를 합성하는 $\text{Höchst-Wacker}$ 공정은 팔라듐 촉매를 이용한 산화 반응입니다. 이때 핵심 촉매로 $\text{PdCl}_2$가 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

104. 일정한 압력 하에서 반응이 일어날 때 계의 반응열을 열 역학적 용어로 무엇이라고 하는가?

  1. 자유에너지
  2. 엔트로피
  3. 잠열
  4. 엔탈피
(정답률: 22%)
  • 엔탈피(Enthalpy)는 일정한 압력 조건에서 계가 주고받는 열량을 의미하는 열역학적 상태 함수입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

105. 석유의 증류나 전화과정에서 포함되는 불순물을 제거하는 방법이 아닌 것은?

  1. 용제추출
  2. 스위트닝
  3. 수소화정제
  4. 비스브레이킹
(정답률: 34%)
  • 석유 정제 과정에서 불순물을 제거하는 방법으로는 용제추출, 스위트닝(황 제거), 수소화정제가 사용됩니다.

    오답 노트
    비스브레이킹: 분자량이 큰 탄화수소를 작은 분자로 쪼개는 분해 공정의 일종으로, 불순물 제거가 아닌 분자량 조절 과정입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

106. 다음 물질중 중합 개시제는?

  1. 아조비스이소부틸니트릴(azobisisobutylnitrile)
  2. 부틸라우릴프탈레이트(butyl lauryl phthalate)
  3. 클로로트리플루오르에틸렌(Chlorotrifluoroethylene)
  4. 디메틸 테레프탈레이트(dimethylterephytalate)
(정답률: 0%)
  • 중합 개시제는 열이나 빛에 의해 쉽게 분해되어 라디칼을 생성함으로써 중합 반응을 시작시키는 물질입니다. 아조비스이소부틸니트릴(azobisisobutylnitrile)은 대표적인 아조 화합물 계열의 라디칼 개시제입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

107. 암모니아 합성에 있어서 CO가스의 전화공정에서 아래와 같은 조성의 A,B 두 가스를 사용할 때 A가스 100에 대하여 B가스를 얼마의 비로 혼합하면 암모니아 합성원료로 적합할 수 있는가? (단,CO전화 반응효율은 100%로 가정)

  1. 147
  2. 157
  3. 167
  4. 177
(정답률: 0%)
  • 암모니아 합성 원료의 적정 수소-질소 비율($H_{2}:N_{2} = 3:1$)을 맞추기 위한 혼합비를 계산합니다. $CO$ 전화 반응($CO + H_{2}O \rightarrow CO_{2} + H_{2}$)으로 인해 $CO$ 양만큼 $H_{2}$가 추가 생성됨을 반영합니다.
    A가스 100일 때 $H_{2} = 50 + 38 = 88$, B가스 $x$일 때 $H_{2} = 40x/100 + 20x/100 = 0.6x$, $N_{2} = 40x/100 = 0.4x$입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{88 + 0.6x}{0.4x} = 3$
    ② [숫자 대입] $88 + 0.6x = 1.2x \rightarrow 0.6x = 88$
    ③ [최종 결과] $x = 146.67 \approx 147$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

108. 위 반응에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 라디칼 반응이다.
  2. α -탄소에서 할로겐화가 일어난다.
  3. 모노할로겐화물은 ClC6H4CH2CH2CH3이다.
  4. C6H5CCl2CH2CH3와 같은 디할로겐화물이 얻어진다.
(정답률: 16%)
  • 제시된 반응은 $\text{Cl}_2$와 빛($h\nu$)을 이용한 라디칼 할로겐화 반응입니다. 벤질 위치($\alpha$-탄소)의 수소가 치환되어 가장 안정적인 벤질 라디칼을 형성하므로, 모노할로겐화물은 벤젠 고리가 아닌 $\alpha$-탄소에 염소가 결합한 $\text{C}_6\text{H}_5\text{CHClCH}_2\text{CH}_3$가 됩니다. 따라서 모노할로겐화물이 $\text{ClC}_6\text{H}_4\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3$라는 설명은 틀린 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

109. 격막식 수산화나트륨 전해조에서 양극재료는?

  1. 흑연
  2. 철망
  3. 닉켈
  4. 다공성 구리
(정답률: 20%)
  • 격막식 수산화나트륨 전해조의 양극에서는 염화이온이 산화되어 염소가스가 발생하므로, 부식에 강하고 전기 전도성이 좋은 흑연이나 티타늄 산화물 코팅 전극이 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

110. 연실법 황산제조 공정에서는 질소 산화물 공급에 HNO3를 사용하기도 한다. 36% HNO3 20kg으로부터 NO 몇 kg을 발생할 수 있는가?

  1. 3.4
  2. 3.0
  3. 2.2
  4. 1.1
(정답률: 14%)
  • 질산($HNO_{3}$)의 분해 반응식을 통해 $NO$의 발생량을 계산합니다. 반응식 $4HNO_{3} \rightarrow 4NO_{2} + O_{2} + 2H_{2}O$ 및 $NO_{2}$의 환원 과정을 고려할 때, 질산 1몰당 $NO$ 1몰이 생성되는 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $NO \text{ 질량} = \text{질산 질량} \times \text{순도} \times \frac{M_{NO}}{M_{HNO_{3}}}$
    ② [숫자 대입] $NO \text{ 질량} = 20 \times 0.36 \times \frac{30}{63}$
    ③ [최종 결과] $NO \text{ 질량} = 3.4$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

111. 반도체공정 중 감광되지 않은 부분을 선택적으로 제거하는 공정을 무엇이라하는가?

  1. 에칭
  2. 조립
  3. 박막형성
  4. 리소그래피
(정답률: 39%)
  • 포토레지스트를 이용해 패턴을 형성한 후, 감광되지 않은(또는 노광된) 불필요한 부분을 화학적 또는 물리적 방법으로 선택적으로 제거하여 회로 패턴을 완성하는 공정을 에칭(Etching)이라고 합니다.

    오답 노트
    리소그래피: 빛을 이용해 회로 패턴을 그리는 공정
    박막형성: 웨이퍼 표면에 얇은 막을 입히는 공정
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

112. 초산과 메탄올을 산촉매하에서 반응시키면 에스테르와 물이 생성된다. 물의 산소원자는 어디에서 왔는가?

  1. 초산의 CO
  2. 초산의 OH
  3. 초산의 CO나 OH
  4. 메탄올의 OH
(정답률: 9%)
  • 에스테르화 반응에서 초산($CH_3COOH$)과 메탄올($CH_3OH$)이 반응할 때, 물($H_2O$)의 산소 원자는 초산의 카복실기($-COOH$)에 있는 히드록시기($-OH$)에서 유래합니다. 메탄올의 히드록시기는 에스테르 결합의 산소 부분을 형성하게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

113. 암모니아 합성은 고온고압하에서 이루어지며 촉매에 가장 적절한 온도를 설정하는 것이 중요하다. 이때의 온도조절 방식이 아닌 것은?

  1. 뜨거운 가스 혼합식
  2. 촉매층간 냉각 방식
  3. 촉매층내 냉각방식
  4. 열 교환식
(정답률: 8%)
  • 암모니아 합성 반응은 강한 발열 반응이므로, 촉매의 활성을 유지하고 평형 전환율을 높이기 위해 반응열을 효과적으로 제거하는 냉각 방식이 필수적입니다. 촉매층간 냉각, 촉매층내 냉각, 열 교환식은 모두 온도 조절을 위한 냉각 방법이지만, 뜨거운 가스 혼합식은 온도를 낮추는 방식이 아니므로 적절하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

114. 다음 중 탄화수소를 원료로하여 수소를 제조하는 방법이 아닌 것은?

  1. 열개질법
  2. 접촉개질법
  3. 부분산화법
  4. 워터가스법
(정답률: 9%)
  • 탄화수소를 원료로 수소를 제조하는 방법에는 열개질법, 접촉개질법, 부분산화법 등이 있습니다. 반면 워터가스법은 탄화수소가 아닌 코크스나 석탄과 같은 탄소 성분을 고온의 수증기와 반응시켜 수소와 일산화탄소를 얻는 방법입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

115. 암모니아 산화반응시 촉매로 가장 많이 쓰이는 것은?

  1. Pt
  2. Fe2O3
  3. Pt - Rh
  4. Al2O3
(정답률: 25%)
  • 암모니아 산화반응(오스트발트 공정)을 통해 질산의 원료인 일산화질소를 제조할 때, 반응 효율과 선택성을 높이기 위해 백금($\text{Pt}$)과 로듐($\text{Rh}$)의 합금 촉매인 $\text{Pt-Rh}$를 가장 널리 사용합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

116. 다음 중 Friedel - Crafts 반응에 사용하지 않는 것은?

  1. CH3COCH3
  2. (CH3CO)2O
  3. CH3CH = CH2
  4. CH3CH2Cl
(정답률: 9%)
  • Friedel-Crafts 반응은 알킬화 또는 아실화 반응으로, 주로 알킬 할라이드나 산 무수물, 산 염화물과 같은 친전자체를 사용합니다. 아세톤($\text{CH}_3\text{COCH}_3$)은 케톤 화합물로, 적절한 루이스 산 촉매 하에서도 벤젠 고리를 공격할 수 있는 친전자체를 생성하지 않으므로 이 반응에 사용하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

117. 에텔알코올과 브롬화칼륨을 H2SO4 존재하에서 반응시키면 생성되는 주생성물은?

  1. C2H4Br
  2. C2H5OBr
  3. C2H5Br
  4. C2H5-O-C2H5
(정답률: 31%)
  • 에틸알코올($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)과 브롬화칼륨($\text{KBr}$)이 황산($\text{H}_2\text{SO}_4$) 존재 하에 반응하면, 알코올의 히드록시기가 브롬으로 치환되는 친핵성 치환 반응이 일어나 주생성물로 브로모에탄($\text{C}_2\text{H}_5\text{Br}$)이 생성됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

118. 합성염산을 제조할 때는 폭발의 위험이 있으므로 주의해야 한다. 다음은 염산합성시 폭발을 방지하는 방법이다. 틀린 설명은?

  1. 공기와 같은 가스로서 Cl2를 묽게한다.
  2. 석영괘 자기괘등 반응완화 촉매를 사용한다.
  3. H2를 과잉으로 넣어 연쇄 반응을 연결시키는 Cl2를 미반응 상태로 남지 않도록 한다.
  4. 생성된 HCl을 빨리 제거하여 화재를 방지한다.
(정답률: 9%)
  • 염산 합성 시 폭발을 방지하기 위해서는 반응물의 농도를 조절하거나 촉매를 사용하고, 연쇄 반응을 유발하는 $\text{Cl}_2$를 최소화해야 합니다. 생성된 $\text{HCl}$을 빨리 제거하는 것은 반응 평형을 이동시키는 방법일 뿐, 직접적인 폭발 방지책이나 화재 방지와는 거리가 멉니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

119. 물 72kg에 HCl 가스 36.5kg을 용해 시켰을 때 이 HCl의 농도는?

  1. 43.64%
  2. 33.64%
  3. 23.64%
  4. 13.64%
(정답률: 0%)
  • 용액의 질량 백분율 농도는 전체 용액 질량에 대한 용질 질량의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{농도}(\%) = \frac{\text{용질 질량}}{\text{용매 질량} + \text{용질 질량}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{농도}(\%) = \frac{36.5}{72 + 36.5} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{농도} = 33.64\%$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

120. 아세틸렌에 어느 것을 작용시키면 염화비닐이 생성되나?

  1. HCl
  2. NaCl
  3. H2SO4
  4. HOCl
(정답률: 10%)
  • 아세틸렌($C_2H_2$)에 염화수소($HCl$)를 작용시키면 첨가 반응이 일어나며 염화비닐($CH_2=CHCl$)이 생성됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >