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1[7급 국가직 전달현상] 26년 1회차
서로 다른 기체 A와 B로 구성된 혼합기체에서 확산계수()를 기체운동론(kinetic theory)을 이용해 설명한 것 중 옳지 않은 것은?1
온도가 증가하면 평균 자유 경로는 감소하나, 평균 분자 속도가 크게 증가하여 확산계수가 증가한다.
2
압력이 증가하면 평균 자유 경로가 감소하여 확산계수가 감소한다.
3
분자량이 큰 기체일수록 평균 분자 속도가 작아져 확산계수가 감소한다.
4
혼합기체는 이상기체를 가정하고 있으며, 고압 조건일수록 이상기체로부터 편차가 크게 발생할 수 있다.
해설
온도가 오르면 평균 자유 경로가 감소한다는 설명이 틀렸다. 기체운동론에서 평균 자유 경로는 온도에 비례하고 압력에 반비례하므로 온도가 오르면 오히려 늘어난다.
평균 자유 경로 증가와 평균 분자 속도 증가가 함께 작용해 확산계수는 대략 로 커진다.
- 압력이 높아지면 분자 수밀도가 커져 평균 자유 경로가 짧아지므로 확산계수가 감소한다는 설명은 옳다.
- 평균 분자 속도는 분자량의 제곱근에 반비례하므로 분자량이 큰 기체일수록 확산계수가 작아진다는 설명은 옳다.
- 기체운동론 식은 이상기체를 전제로 하며, 고압에서는 분자 간 상호작용으로 이상기체에서 벗어나므로 옳다.
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