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확산(diffusion)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? | [7급 국가직 전달현상] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 26년 1회차
확산(diffusion)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
Fick의 확산 제1법칙에 의하면 1차원 확산에서 확산 몰플럭스는 농도구배에 의존한다.
2
전체 압력이 일정할 때, 서로 다른 기체 A와 B의 2성분계 등몰 상호확산(equimolar counter-diffusion)에서 A와 B의 확산속도는 크기가 같고, 방향만 반대이다.
3
Stokes-Einstein 식에 따른 액체 내의 물질 확산계수(DABD_{\mathrm{AB}})는 온도(TT)의 1.5제곱에 비례한다.
4
난류 상태에서 다른 조성을 갖는 유체가 섞일 때 에디확산(eddy diffusion)이 일어난다.
해설

Stokes-Einstein 식의 확산계수가 온도의 1.5제곱에 비례한다는 설명이 틀렸다. 이 식에서 확산계수는 절대온도에 비례하고 점도에 반비례한다.

Stokes-Einstein 식은 DAB=kBT6πμBrAD_{\mathrm{AB}} = \dfrac{k_B T}{6 \pi \mu_B r_A} 이며, 온도의 1.5제곱 의존성은 기체 확산계수의 특징이다.

  • Fick 제1법칙에서 확산 몰플럭스는 농도구배에 비례하므로 옳다.
  • 전압이 일정한 등몰 상호확산에서는 A와 B의 플럭스가 크기는 같고 방향이 반대이므로 옳다.
  • 난류에서 소용돌이에 의해 조성이 다른 유체가 섞이는 현상이 에디확산이므로 옳다.

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