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1[9급 지방직 화학공학일반] 10년 1회차
수소가스가 10mm 두께의 강철벽으로 된 용기에 저장되어 있다. 강철 내부 표면에서 수소의 몰농도가 1 kgmol/m3인 반면, 강철 외부 표면에서의 수소 농도는 무시할 만하다. 강철 내부에서 수소 확산계수는 0.3 × 10-12 m2/s이다. 정상상태에서 강철을 통과하는 수소의 몰 플럭스(flux) [kgmol/sㆍm2]는? (단, 확산저항은 강철 벽에만 있다고 가정한다)
1
0.3 × 10-14
2
0.6 × 10-14
3
0.3 × 10-10
4
0.6 × 10-10
해설

수소의 몰 플럭스는 0.3×10−10 kmol s−1m−20.3\times10^{-10}\,\mathrm{kmol\,s^{-1}m^{-2}}이다.

정상상태 평판 확산은 Fick 법칙으로
NA=DAB(C1−C2)LN_A=\dfrac{D_{AB}(C_1-C_2)}{L}

NA=0.3×10−12×(1−0)0.01=0.3×10−10N_A=\dfrac{0.3\times10^{-12}\times(1-0)}{0.01}=0.3\times10^{-10}

  • 0.3×10−140.3\times10^{-14}은 두께로 나누지 않고 곱한 값이다.
  • 0.6×10−140.6\times10^{-14}은 두께를 곱하고 계수도 2배로 잘못 적용한 값이다.
  • 0.6×10−100.6\times10^{-10}은 계수를 2배로 잘못 적용한 값이다.

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