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아세톤(acetone)과 메틸에틸케톤(methyl ethyl keton… | [9급 국가직 화학공학일반] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 화학공학일반] 21년 1회차
아세톤(acetone)과 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone)의 혼합물이 기-액 평형을 이루고 있는 계의 경우와 같은 자유도(degree of freedom) 수를 갖는 것만을 모두 고르면?
ㄱ. 수증기와 평형을 이루고 있는 액체 물
ㄴ. 수증기 및 질소의 혼합물과 평형을 이루고 있는 액체 물
ㄷ. 자체의 증기와 평형을 이루고 있는 에탄올 수용액
ㄹ. 기체, 액체, 고체가 평형을 이루고 있는 순수한 메탄올
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ㄱ, ㄴ
2
ㄱ, ㄷ
3
ㄴ, ㄷ
4
ㄴ, ㄹ
해설

아세톤-메틸에틸케톤 기-액 평형계와 같은 자유도 2를 갖는 것은 수증기·질소 혼합물과 평형인 액체 물, 그리고 자체 증기와 평형인 에탄올 수용액이다.

깁스의 상률 F=C−P+2F = C - P + 2를 적용한다. 기준계는 성분 2, 상 2이므로 F=2−2+2=2F = 2 - 2 + 2 = 2이다.

  • 수증기와 평형인 액체 물은 성분 1, 상 2이므로 F=1−2+2=1F = 1 - 2 + 2 = 1로 다르다.
  • 수증기·질소 혼합물과 평형인 액체 물은 성분 2(물, 질소), 상 2이므로 F=2F = 2로 같다.
  • 자체 증기와 평형인 에탄올 수용액은 성분 2(에탄올, 물), 상 2이므로 F=2F = 2로 같다.
  • 기체·액체·고체가 공존하는 순수 메탄올은 성분 1, 상 3이므로 F=0F = 0(삼중점)으로 다르다.

성분 수와 상의 수만 세면 되며, 각 상의 조성은 자유도에 직접 들어가지 않는다.

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