21-4표준상태에서 탄소 100 kg을 완전연소시키려고 한다. 이때 필… | 2021년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

$888.89\,\mathrm{m^3}$

[해설]

탄소의 완전연소 반응식은 다음과 같다.

$\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$

탄소 1 kmol(12 kg)이 탈 때 산소도 1 kmol이 든다. 표준상태에서 기체 1 kmol의 부피는 $22.4\,\mathrm{m^3}$ 이므로, 탄소 100 kg에 필요한 이론산소량은

$V_{\mathrm{O_2}} = \dfrac{100}{12} \times 22.4 = 186.67\,\mathrm{m^3}$

이다. 공기 중 산소가 부피로 21 %를 차지하므로, 이론공기량은 이 값을 0.21로 나눈다.

$V_{\mathrm{air}} = \dfrac{100 \times 22.4}{12 \times 0.21} = \mathbf{888.89}\,\mathbf{\mathrm{m^3}}$

질소 79 %라는 조건은 산소가 21 %라는 말의 나머지일 뿐이어서 이 계산에 직접 쓰이지 않는다. 또 중간값을 $186.67$ 로 반올림한 뒤 0.21로 나누면 $888.90$ 이 되어 끝자리가 달라지는데(일부 교재가 이 값으로 싣고 있다), 반올림 없이 한 번에 계산한 888.89 가 정확한 값이다.