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25-1소화약제로 쓰이는 이산화탄소 1 kg 을 20 ℃, 1 atm … | 2025년 위험물기능사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

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25-1

소화약제로 쓰이는 이산화탄소 1 kg 을 20 ℃, 1 atm 에서 모두 기체로 방출시켰다. 이때 기체가 차지하는 부피는 몇 L 인지 구하시오.

해설

546.05 L


[해설]

주어진 것이 몰수가 아니라 질량이므로, 상태방정식의 nnwM\dfrac{w}{M} 로 바꿔 쓴다.

PV=wMRT    V=wRTPMPV = \dfrac{w}{M}RT \;\Rightarrow\; V = \dfrac{wRT}{PM}

이산화탄소의 분자량은 12+16×2=4412 + 16 \times 2 = 44 이고, 질량은 1 kg = 1,000 g, 절대온도는 273+20=293 K273 + 20 = 293\ \mathrm{K} 다.

V=1,000×0.082×2931×44=546.05 LV = \dfrac{1{,}000 \times 0.082 \times 293}{1 \times 44} = 546.05\ \mathrm{L}

따라서 546.05 L, 곧 약 0.55 m3 로 부푼다. 손에 드는 소화기 한 대분의 약제가 드럼통 세 개에 가까운 부피의 기체로 바뀌는 셈이어서, 좁고 밀폐된 곳에서 방사하면 산소농도가 급격히 떨어져 질식할 수 있다. 이산화탄소소화설비에 방출 전 경보와 지연장치를 두는 이유가 여기에 있다.

온도 조건은 20 ℃ 다. 같은 문항을 30 ℃ 로 실어 565.03 L 로 답한 교재도 있으나, 이 문항이 다른 회차에 다시 실렸을 때는 두 계열 교재가 모두 20 ℃ 로 일치한다. 조건이 30 ℃ 로 주어졌다면 T=303 KT = 303\ \mathrm{K} 를 넣어 565.03 L 가 되므로, 온도를 먼저 확인하고 대입하는 습관이 필요하다.

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