그림은 순수유체에 대한 등온선을 임계온도 T_{\mathrm{C}}와 … | [7급 국가직 화공열역학] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

그림은 순수유체에 대한 등온선을 임계온도 $T_{\mathrm{C}}$와 이보다 낮은 온도 $T_1$에서 나타낸 것이다. $T_1$일 때의 포화압력 $P^{sat}$에서 그림에 표시한 네 점을 각각 $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\delta$라고 할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, 그림에서 가장 굵은 곡선은 포화증기와 포화액체 몰부피(molar volume)들의 궤적을 보여 준다)
ㄱ. $\delta$에서 유체의 상은 기체이다.
ㄴ. $V_\alpha$와 $V_\gamma$는 각각 포화액체와 포화증기의 몰부피(molar volume)이다.
ㄷ. $\beta$에서 기상의 몰깁스에너지(molar Gibbs energy)와 액상의 몰깁스에너지는 같다.

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

제시된 세 진술은 모두 옳다.
굵은 곡선(포화 돔) 안은 기액 공존 영역이며, 포화압력선이 돔과 만나는 왼쪽 점 α는 포화액체, 오른쪽 점 γ는 포화증기 상태이다. 공존 상태에서는 두 상의 몰깁스에너지가 같다는 것이 상평형 조건이다.
δ에서의 상: 같은 압력에서 포화증기 몰부피보다 큰 쪽, 즉 돔 바깥 오른쪽에 있으므로 기체(과열증기)이다.
α와 γ의 몰부피: 포화압력선과 돔 경계가 만나는 두 점이므로 각각 포화액체와 포화증기의 몰부피이다.
β에서의 깁스에너지: β는 돔 내부 기액 공존점이므로 기상과 액상의 몰깁스에너지가 같다.