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1[9급 지방직 화학공학일반] 25년 1회차
기체 A와 B로 구성된 2성분계 혼합물에서 A의 몰분율이 0.25이다. 일정한 온도와 압력하에서 A의 화학퍼텐셜(chemical potential)이 3 J mol−1\mathrm{J\,mol^{-1}} 증가할 때, B의 화학퍼텐셜의 변화량[J mol−1\mathrm{J\,mol^{-1}}]은? (단, A와 B는 이상기체이다)
1
−3
2
−1
3
0
4
1
해설

Gibbs–Duhem 식에 따라 B의 화학퍼텐셜은 1 J mol−1\mathrm{J\,mol^{-1}} 감소한다.

일정 온도·압력에서 xAdμA+xBdμB=0x_Ad\mu_A+x_Bd\mu_B=0
대입: 0.25×3+0.75 dμB=00.25\times 3+0.75\,d\mu_B=0
결과: dμB=−1 J mol−1d\mu_B=-1\ \mathrm{J\,mol^{-1}}

  • −3은 몰분율 가중을 무시하고 A의 변화량을 부호만 바꾼 값이다.
  • 0은 두 성분의 화학퍼텐셜이 서로 독립이 아님을 놓친 값이다.
  • +1은 부호가 반대이다.

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