22-325 ℃, 1 atm 상태에 놓인 이산화탄소 6 kg이 차지하는… | 2022년 위험물기능사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

3,332.18 L

[해설]

기체의 질량과 부피를 잇는 것은 이상기체 상태방정식이다. 몰수를 질량 나누기 분자량으로 바꿔 쓰면 질량에서 바로 부피를 얻을 수 있다.

$PV = nRT = \dfrac{W}{M}RT \quad\Rightarrow\quad V = \dfrac{WRT}{PM}$

대입할 값은 다음과 같다. 이산화탄소의 분자량은 $12 + (16 \times 2) = 44$, 질량은 6 kg = 6,000 g, 절대온도는 $273 + 25 = 298\ \mathrm{K}$ 다.

$V = \dfrac{6{,}000 \times 0.082 \times 298}{1 \times 44} = \mathbf{3{,}332.18}\ \mathrm{L}$

기체상수를 0.082 대신 0.08205로 두면 3,334.21 L가 나오는데, 이는 상수를 몇 자리까지 쓰느냐에 따른 차이일 뿐 같은 계산이다. 필답형에서는 어느 쪽으로 계산해도 정답으로 인정된다.

참고로 표준상태(0 ℃, 1 atm)라면 1 mol이 22.4 L를 차지하므로 $\dfrac{6{,}000}{44} \times 22.4 = 3{,}054.5\ \mathrm{L}$ 이 된다. 온도가 25 ℃로 올라간 만큼 부피가 늘어난 것이다.