[9급 서울시 화학공학일반] 19년 2회차
9급 서울시 화학공학일반 기출문제

19년 2회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
9급 서울시 화학공학일반 기출문제모두CBT · moducbt.com

19년 2회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
1 bar, 100℃의 액상의 물이 같은 온도에서 수증기로 상태의 변화가 있을 때 엔탈피[kJ/kg] 변화량으로 가장 가까운 값은? [단, 1 bar, 100℃ 물과 수증기의 포화 상태에서의 비 내부에너지(internal energy)는 각각 420kJ/kg, 2,500kJ/kg이며 수증기는 이상기체(RR=0.46J/g·K)로 간주한다.]
12,080
22,252
32,126
42,034
문제 2
수소와 질소가 정상상태에서 각각 100mol/min의 같은 유량으로 <보기>와 같이 암모니아를 만드는 반응기에 공급된다. 반응기 밖으로 나오는 암모니아의 유량이 50mol/min이라면 반응기에서 배출되는 기체의 총 유량[mol/min]은? (단, 조건 이외의 추가 유입물질과 유출물질은 없다.)
<보기>
N2+3H2→2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3}
1200
2150
3100
450
문제 3
열역학에서 상태 함수(state function)가 아닌 것은?
1일
2엔탈피
3엔트로피
4내부에너지
문제 4
어떤 버너가 효율적인 완전 연소를 위해 50% 과잉공기로 운전하도록 설계되었다. 버너에 메탄(CH4)을 30L/min의 유량으로 공급한다면 공급해야할 공기의 유량[L/min]은? (단, 공기 중 산소의 농도는 20mol%로 가정한다.)
1450
2300
390
460
문제 5
관 유동에서 Re(Reynolds number)가 1,600으로 계산되었다. Fanning 마찰계수(fFf_F)의 값은?
1fFf_F = 0.000625
2fFf_F = 0.0025
3fFf_F = 0.005
4fFf_F = 0.01
문제 6
2성분계 혼합물을 상압에서 정류하고자 한다. 비점에서 정류탑에 공급되는 혼합 용액 중 휘발성 성분의 조성이 60mol%이고, 최소환류비가 0.8로 주어질 때 탑상 제품 중 휘발성 성분의 조성(xDx_D)은? (단, 휘발성 성분의 상대 휘발도는 2로 일정하다.)
1xDx_D = 0.75
2xDx_D = 0.81
3xDx_D = 0.87
4xDx_D = 0.93
문제 7
총압력 250kPa과 300K의 기체혼합물 1kmol에는 부피비로 20% CH4, 30% C2H6 그리고 50% N2를 포함하고 있다. 이들 기체의 절대속도는 모두 같은 방향(xx방향)으로 각각 15m/s, −10m/s 그리고 −5m/s이다. 이 혼합기체의 몰평균 속도(molar average velocity)에 기준한 확산 플럭스 JCH4J_{CH_4}[mol/m2·s]로 가장 옳은 것은? (단, 기체상수 RR=8.31J/mol·K이다.)
1351
2301
3251
4201
문제 8
<보기>의 카르노(Carnot) 엔진 사이클의 PVPV 선도를 TSTS 선도로 바르게 나타낸 것은?
<보기>

1[그림]
2[그림]
3[그림]
4[그림]
문제 9
전달함수가 G(s)=1s2+3s+9G(s)=\dfrac{1}{s^2+3s+9}로 주어지는 2차 제어시스템의 비례상수(gain, KcK_c), 시간상수(time constant, τ\tau)와 감쇠비(damping ratio, ξ\xi)는?
1Kc=13, τ=19, ξ=12K_c=\dfrac{1}{3},\ \tau=\dfrac{1}{9},\ \xi=\dfrac{1}{2}
2Kc=19, τ=12, ξ=13K_c=\dfrac{1}{9},\ \tau=\dfrac{1}{2},\ \xi=\dfrac{1}{3}
3Kc=13, τ=12, ξ=19K_c=\dfrac{1}{3},\ \tau=\dfrac{1}{2},\ \xi=\dfrac{1}{9}
4Kc=19, τ=13, ξ=12K_c=\dfrac{1}{9},\ \tau=\dfrac{1}{3},\ \xi=\dfrac{1}{2}
문제 10
McCabe−Thiele 법으로 증류탑을 설계할 때, 이 탑의 어떤 단(nn)에서 조작선의 식을 작도하였더니 <보기>와 같이 yy 절편이 xDRD+1\dfrac{x_D}{R_D+1}이었다. 이 조작선의 기울기(slope)는? (단, RDR_D는 환류비이다.)
<보기>

1RDRD+1\dfrac{R_D}{R_D+1}
21RD+1\dfrac{1}{R_D+1}
31RD\dfrac{1}{R_D}
41
문제 11
90℃에서 80mol% 벤젠과 20mol% 톨루엔이 혼합된 이상 용액이 기−액 평형에 있다고 할 때, 기상에서 톨루엔의 몰분율은? (단, 90℃에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 P벤젠∗\mathrm{P}^{*}_{\text{벤젠}} =900mmHg, P톨루엔∗\mathrm{P}^{*}_{\text{톨루엔}} =400mmHg 이다.)
10.1
20.3
30.7
40.9
문제 12
뉴턴 유체(Newtonian fluid)가 단면적이 0.1m2인 원통형 관을 통해 층류(laminar flow)로 흐르고 있다. 이 유체의 최대 유속(maximum velocity)이 6cm/s 일 때, 부피 유량[cm3/s]은?
1300
2600
33,000
46,000
문제 13
<보기>와 같은 특징을 갖는 피드백제어기는?
<보기>
• 잔류편차(offset)를 0으로 만든다.
• 완만하고 긴 진동응답을 유발한다.
• 빠른 응답속도를 얻기 위해 비례이득(KcK_c)을 증가시키면 계는 더욱 진동하여 불안정해진다.
1비례 제어기
2비례 − 적분 제어기
3비례 − 미분 제어기
4비례 − 적분 − 미분 제어기
문제 14
Prandtl수(Pr)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
1Pr은 운동량확산계수에 대한 열확산계수의 비이다.
2Pr이 1보다 클 때 유체동역학적 층은 열경계 층보다 얇다.
3기체의 점도와 열확산계수는 온도에 따라 같은 율로 증가되기 때문에 기체의 Pr은 온도에 거의 무관하다.
4액상금속의 경우 기체나 액체에 비해 매우 높은 Pr을 갖는다.
문제 15
5질량(wt)%의 NaOH 수용액 100g을 20질량(wt)%의 수용액으로 만들려고 한다. 증발된 물의 양[mol]으로 가장 가까운 것은? (단, NaOH과 물의 몰질량은 각각 40g/mol과 18g/mol이다.)
175
225
34.2
41.4
문제 16
기초반응(elementary reaction)인 A → B 반응을 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 진행하여 얻은 반응물 A의 전화율은 60%이다. 동일한 조건에서 같은 크기의 플러그흐름반응기(PFR)에서 진행할 경우, 반응물 A의 전화율은? (단, e−1.5e^{-1.5}=0.223으로 계산한다.)
122.3%
233.3%
366.7%
477.7%
문제 17
비중이 1이고 점도가 1cP인 물이 내부 지름 2cm의 관 속을 1m/s의 속도로 흐를 때 Re(Reynolds number)는?
12
220
32,000
420,000
문제 18
열교환기에서 유체가 관다발에 직각으로 흐르는 흐름 형태는?
1향류흐름
2교차흐름
3병류흐름
4다중통과흐름
문제 19
높이 2m, 지름 2m인 원통형 탱크에 깊이 1m까지 물이 차 있다. 탱크 위에 지름 2cm의 관을 접속시켜서 평균 유속 1m/s로 들여보낸다면 탱크를 채우는 데 걸리는 시간은?
1314초
231,400초
33,140초
410,000초
문제 20
각 성분의 생성 Gibbs에너지(△Gfo\triangle G_f^o)가 <보기>와 같다면 298K에서 메탄가스(CH4)의 연소반응에 대한 반응 Gibbs에너지(reaction Gibbs energy, △Gro\triangle G_r^o) 및 이 반응의 자발성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
<보기>
CH4(g)+2O2(g) → CO2(g)+2H2O(l)\mathrm{CH_4}(g)+2\mathrm{O_2}(g)\ \rightarrow\ \mathrm{CO_2}(g)+2\mathrm{H_2O}(l)
성분CH4(gg)O2(gg)CO2(gg)H2O(ll)
△Gfo\triangle G_f^o
(kJ/mol)		−510−394−237
1△Gro\triangle G_r^o=−817kJ/mol, 자발적인 반응
2△Gro\triangle G_r^o=−817kJ/mol, 비자발적인 반응
3△Gro\triangle G_r^o=817kJ/mol, 자발적인 반응
4△Gro\triangle G_r^o=817kJ/mol, 비자발적인 반응
9급 서울시 화학공학일반 기출문제모두CBT · moducbt.com
19년 2회차
총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
1 bar, 100℃의 액상의 물이 같은 온도에서 수증기로 상태의 변화가 있을 때 엔탈피[kJ/kg] 변화량으로 가장 가까운 값은? [단, 1 bar, 100℃ 물과 수증기의 포화 상태에서의 비 내부에너지(internal energy)는 각각 420kJ/kg, 2,500kJ/kg이며 수증기는 이상기체(RR=0.46J/g·K)로 간주한다.]
12,080
22,252
32,126
42,034
문제 2
수소와 질소가 정상상태에서 각각 100mol/min의 같은 유량으로 <보기>와 같이 암모니아를 만드는 반응기에 공급된다. 반응기 밖으로 나오는 암모니아의 유량이 50mol/min이라면 반응기에서 배출되는 기체의 총 유량[mol/min]은? (단, 조건 이외의 추가 유입물질과 유출물질은 없다.)
<보기>
N2+3H2→2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3}
1200
2150
3100
450
문제 3
열역학에서 상태 함수(state function)가 아닌 것은?
1일
2엔탈피
3엔트로피
4내부에너지
문제 4
어떤 버너가 효율적인 완전 연소를 위해 50% 과잉공기로 운전하도록 설계되었다. 버너에 메탄(CH4)을 30L/min의 유량으로 공급한다면 공급해야할 공기의 유량[L/min]은? (단, 공기 중 산소의 농도는 20mol%로 가정한다.)
1450
2300
390
460
문제 5
관 유동에서 Re(Reynolds number)가 1,600으로 계산되었다. Fanning 마찰계수(fFf_F)의 값은?
1fFf_F = 0.000625
2fFf_F = 0.0025
3fFf_F = 0.005
4fFf_F = 0.01
문제 6
2성분계 혼합물을 상압에서 정류하고자 한다. 비점에서 정류탑에 공급되는 혼합 용액 중 휘발성 성분의 조성이 60mol%이고, 최소환류비가 0.8로 주어질 때 탑상 제품 중 휘발성 성분의 조성(xDx_D)은? (단, 휘발성 성분의 상대 휘발도는 2로 일정하다.)
1xDx_D = 0.75
2xDx_D = 0.81
3xDx_D = 0.87
4xDx_D = 0.93
문제 7
총압력 250kPa과 300K의 기체혼합물 1kmol에는 부피비로 20% CH4, 30% C2H6 그리고 50% N2를 포함하고 있다. 이들 기체의 절대속도는 모두 같은 방향(xx방향)으로 각각 15m/s, −10m/s 그리고 −5m/s이다. 이 혼합기체의 몰평균 속도(molar average velocity)에 기준한 확산 플럭스 JCH4J_{CH_4}[mol/m2·s]로 가장 옳은 것은? (단, 기체상수 RR=8.31J/mol·K이다.)
1351
2301
3251
4201
문제 8
<보기>의 카르노(Carnot) 엔진 사이클의 PVPV 선도를 TSTS 선도로 바르게 나타낸 것은?
<보기>

1[그림]
2[그림]
3[그림]
4[그림]
문제 9
전달함수가 G(s)=1s2+3s+9G(s)=\dfrac{1}{s^2+3s+9}로 주어지는 2차 제어시스템의 비례상수(gain, KcK_c), 시간상수(time constant, τ\tau)와 감쇠비(damping ratio, ξ\xi)는?
1Kc=13, τ=19, ξ=12K_c=\dfrac{1}{3},\ \tau=\dfrac{1}{9},\ \xi=\dfrac{1}{2}
2Kc=19, τ=12, ξ=13K_c=\dfrac{1}{9},\ \tau=\dfrac{1}{2},\ \xi=\dfrac{1}{3}
3Kc=13, τ=12, ξ=19K_c=\dfrac{1}{3},\ \tau=\dfrac{1}{2},\ \xi=\dfrac{1}{9}
4Kc=19, τ=13, ξ=12K_c=\dfrac{1}{9},\ \tau=\dfrac{1}{3},\ \xi=\dfrac{1}{2}
문제 10
McCabe−Thiele 법으로 증류탑을 설계할 때, 이 탑의 어떤 단(nn)에서 조작선의 식을 작도하였더니 <보기>와 같이 yy 절편이 xDRD+1\dfrac{x_D}{R_D+1}이었다. 이 조작선의 기울기(slope)는? (단, RDR_D는 환류비이다.)
<보기>

1RDRD+1\dfrac{R_D}{R_D+1}
21RD+1\dfrac{1}{R_D+1}
31RD\dfrac{1}{R_D}
41
문제 11
90℃에서 80mol% 벤젠과 20mol% 톨루엔이 혼합된 이상 용액이 기−액 평형에 있다고 할 때, 기상에서 톨루엔의 몰분율은? (단, 90℃에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 P벤젠∗\mathrm{P}^{*}_{\text{벤젠}} =900mmHg, P톨루엔∗\mathrm{P}^{*}_{\text{톨루엔}} =400mmHg 이다.)
10.1
20.3
30.7
40.9
문제 12
뉴턴 유체(Newtonian fluid)가 단면적이 0.1m2인 원통형 관을 통해 층류(laminar flow)로 흐르고 있다. 이 유체의 최대 유속(maximum velocity)이 6cm/s 일 때, 부피 유량[cm3/s]은?
1300
2600
33,000
46,000
문제 13
<보기>와 같은 특징을 갖는 피드백제어기는?
<보기>
• 잔류편차(offset)를 0으로 만든다.
• 완만하고 긴 진동응답을 유발한다.
• 빠른 응답속도를 얻기 위해 비례이득(KcK_c)을 증가시키면 계는 더욱 진동하여 불안정해진다.
1비례 제어기
2비례 − 적분 제어기
3비례 − 미분 제어기
4비례 − 적분 − 미분 제어기
문제 14
Prandtl수(Pr)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
1Pr은 운동량확산계수에 대한 열확산계수의 비이다.
2Pr이 1보다 클 때 유체동역학적 층은 열경계 층보다 얇다.
3기체의 점도와 열확산계수는 온도에 따라 같은 율로 증가되기 때문에 기체의 Pr은 온도에 거의 무관하다.
4액상금속의 경우 기체나 액체에 비해 매우 높은 Pr을 갖는다.
문제 15
5질량(wt)%의 NaOH 수용액 100g을 20질량(wt)%의 수용액으로 만들려고 한다. 증발된 물의 양[mol]으로 가장 가까운 것은? (단, NaOH과 물의 몰질량은 각각 40g/mol과 18g/mol이다.)
175
225
34.2
41.4
문제 16
기초반응(elementary reaction)인 A → B 반응을 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 진행하여 얻은 반응물 A의 전화율은 60%이다. 동일한 조건에서 같은 크기의 플러그흐름반응기(PFR)에서 진행할 경우, 반응물 A의 전화율은? (단, e−1.5e^{-1.5}=0.223으로 계산한다.)
122.3%
233.3%
366.7%
477.7%
문제 17
비중이 1이고 점도가 1cP인 물이 내부 지름 2cm의 관 속을 1m/s의 속도로 흐를 때 Re(Reynolds number)는?
12
220
32,000
420,000
문제 18
열교환기에서 유체가 관다발에 직각으로 흐르는 흐름 형태는?
1향류흐름
2교차흐름
3병류흐름
4다중통과흐름
문제 19
높이 2m, 지름 2m인 원통형 탱크에 깊이 1m까지 물이 차 있다. 탱크 위에 지름 2cm의 관을 접속시켜서 평균 유속 1m/s로 들여보낸다면 탱크를 채우는 데 걸리는 시간은?
1314초
231,400초
33,140초
410,000초
문제 20
각 성분의 생성 Gibbs에너지(△Gfo\triangle G_f^o)가 <보기>와 같다면 298K에서 메탄가스(CH4)의 연소반응에 대한 반응 Gibbs에너지(reaction Gibbs energy, △Gro\triangle G_r^o) 및 이 반응의 자발성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
<보기>
CH4(g)+2O2(g) → CO2(g)+2H2O(l)\mathrm{CH_4}(g)+2\mathrm{O_2}(g)\ \rightarrow\ \mathrm{CO_2}(g)+2\mathrm{H_2O}(l)
성분CH4(gg)O2(gg)CO2(gg)H2O(ll)
△Gfo\triangle G_f^o
(kJ/mol)		−510−394−237
1△Gro\triangle G_r^o=−817kJ/mol, 자발적인 반응
2△Gro\triangle G_r^o=−817kJ/mol, 비자발적인 반응
3△Gro\triangle G_r^o=817kJ/mol, 자발적인 반응
4△Gro\triangle G_r^o=817kJ/mol, 비자발적인 반응