<210515 금속재료기사>
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41. 세기 정실과 크기성질의 구분
세기 성질 (Intensive Property)
압력, 온도, 화합물의 농도, 밀도, 녹는점, 끓는점, 색 등
[몰(Molar)형태의 몰질량, 몰부피 등은 세기성질]
크기 성질 (Extensive Property)
질량, 부피, 열용량 등 [엔탈피, 엔트로피, 자유에너지, 깁스 자유에너지]
42. A-B 두 성분으로 구성된 용액의 성질에 대한 설명
- XA→1 때 A는 Raoult의 법칙에 따른다.
- XB→0 때 B는 Henry의 법칙에 따른다.
- 용질 B가 Henry의 법칙에 따르는 농도 영역에서는 용매 A는 Raoult의 법칙에 따른다.
43. 기체 연료 중 발열량(kcal/㎥)dl이 가장 큰 것은 천연 가스이다.
44. 1mol의 기체에서 압축 인자(Z=PV/(RT)에 관한 설명 (단, P는 압력, V는 부피, R은 기체상수, T는 절대온도이다.)
- 이상기체의 경우 모든 상태에서 Z는 1이 된다.
- 압력이 낮고 온도가 높으면 Z는 1에 근접한다.
- 압축하기 쉬운 기체는 저온에서 압력이 증가함에 따라 Z값이 일단 감소하였다가 증가한다.
- 실제로 Z이 1보다 낮아졌다가 1보다 높ㅇ자ㅣ는 과정에서 Z값이 1이 되는 순간이 있다.
45. 2몰의 단원자 이상기체가 순환과정을 거쳐 100J의 을 하였다면 이 순환에서 기체가 흡수한 열은 100J이다.(단, 순환가정을 통한 내부에너지는 변화가 0이다.)
46. 다음 반응식에 대한 298K에서의 엔탈피 변화량(△H0)은 131.335kJ일 때, 398K에서 △H0값은 약 몇 kJ인가?
132.9
47. 증기압이 50mmHg인 액체 A와 액체 B를 섞어서 A의 몰분율이 0.4 되는 용액을 만들었을 때, A의 증기압이 30mmHg이었다면 이 용액에서 A성분의 활동도 계수값은 1.5이다.
원래의 몰분율로 따지면, 용액 내에서 A의 증기압은 50 mmHg × 0.4 = 20 mmHg가 되어야 한다.
그러나 실제 용액 내의 A 증기압은 30 mmHg로 활동도 계수값을 구하면 30/20=1.5 이므로 활동도 계수 1.5에 의해 더 많은 활동도를 갖게 된다.
48. 탄소 0.5kg를 공기로 연소하여 CO가스가 생성될 때, 탄소 전체를 연소하기 위해 필요한 공기량(㎥)은?
2C + O2→ 2CO
PV=(w/M)RT 이상기체 방정식을 사용하여 필요한 공기량을 구한다.
w=0.5 kg, M=12 kg/kmol, P=1 atm, T=273 K, R=0.082 (atm*m3)/(kmol*K)
V=(wRT/PM)×(O2/2C)×(1air/0.21 O2)=[{(0.5kg)(0.082atm∙m^3/kmol∙K)(273K)}/{(1atm)(12kg/kmol)}]×(O2/2C)×(1air/(0.21 O2)=2.22
49. Van't Hoff 식에 대한 설명 (단, K는 평형상수이고, H는 엔탈피다.)
- △H＜0인 경우 화학 반응은 발열반응이다.
- 화학 반응에서 K에 미치는 온도의 영향은 △H의 부호와 크기에 의하여 결정된다.
- 화학 반응에서 K에 미치는 온도의 영향과 관계가 있는 식이다.
- △H＞0, 흡열반응일 때 온도 상승에 따라 K는 커진다.
50. 25℃에서 1 몰의 물을 등온 상태에서 1atm에서 100atm으로 압축했다면, 이때 엔트로피 변화는 약 -0.364J/K이다. (단, 물의 압축율(β)은 0이고, 25℃에서 물의 열팽창계수는 2×10-4/K이고, 밀도는 1g/cm3으로 가정한다.)
51. 푸베이(pourbaix) diagram에 대한 설명
- 전위와 pH의 관계도로 수용액 중에서의 안정상을 확인할 수 있다.
52. 제강공정에서 사용하는 탈산제의 구비조건
- 탈산제가 용강 중에 급속히 용해되어야 한다.
- 탈산생성물의 부상속도가 커야 한다.
- 탈산생성물이 용강 중에 남지 않게 제거가 잘 되어야 한다.
53. 압력P, 온도T인 1몰의 이상기체가 진공으로 등온 팽창하여 부피가 2배로 되었을 때, △H, △S, △G를 구한 것 (단, H: 엔탈피, S: 엔트로피, A: 헬름홀츠 자유에너지, G: 깁스 자유에너지)
△A=RTln2
54. 녹는점(Tm)에서 A(S)→A(L) 반응에 대해 Hom＞0일 때, 다음 중 엘림강(Ellingham) 그래프가 옳게 그려진 것은? (단, A(S)+O2=AO2(S)...직선 A, A(L)+O2=AO2(S)...직선 B이고, Tm(A(S))＜Tm(AO2(S))이다.)
55. 이상기체로 이루어진 어떤 계가 가역 단열팽창을 했을 때 계의 엔트로피는 변하지 않는다.
dS=dQ/T
단열과정(deltaQ=0)이기 때문에 deltaS=0
56. 제겔 콘 번호가 26일 때 표준 온도
내화물의 필요조건
내화도 SK26번 이상 (1,580℃)
• 27번 (1610℃) / 30번 (1670℃)
57. 내화물에 대한 설명
- 돌로마이트질은 염기성 내화물이다.
58. 298K에서 2몰의 이상기체 A와 3몰의 이상기체 B와 5몰의 이상기체 C가 서로 섞여 이상기체 혼합물을 형성할 때 자유에너지 변화 값은 -25510J이다.
59. 1몰의 이상기체가 10L에서 100L로 가역등온 팽창할 때 이상기체의 엔트로피 변화 값은 19.14J/K이다. (단, 기체상수는 8.314J/moleㆍK이다.)
△S=n∙Cv∙ln(Tf/Ti)+n∙R∙ln(Vf/Vi) 식을 사용, 등온이므로 △S=n∙R∙ln(Vf/Vi)으로 계산
△S=(1mol)(8.314J/mol∙K)ln(100/10)=19.14 J/K
60. 고체 및 액체연료에서 고위발열량(HH)와 저위발열량(HL)과의 관계식은? (단, H=수소, W=수분, 발열량 단위 kcal/kg)
HL=HH-600(9H+W)
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