320 K에서 기체로 존재하는 어떤 물질이 평균자유이동거리(mean f… | [7급 국가직 전달현상] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 24년 1회차

320 K에서 기체로 존재하는 어떤 물질이 평균자유이동거리(mean free path)보다 매우 작은 원통형 기공을 통해 Knudsen 확산한다. Knudsen 확산도가 0.0388 cm² s^-1일 때, 기공의 반지름[cm]에 가장 가까운 값은? (단, 물질의 분자량은 80 g mol^-1로 계산한다)

2 × 10^-6

4 × 10^-6

6 × 10^-6

8 × 10^-6

해설

Knudsen 확산도는 기공 반지름과 분자 평균속도의 곱에 비례하며, 이를 풀면 반지름은 약  $2\times10^{-6}\ \mathrm{cm}$ 이다.
 $D_K = \dfrac{2}{3}r\bar{v} = \dfrac{2}{3}r\sqrt{\dfrac{8RT}{\pi M}}$ , 이를 cgs로 정리하면  $D_K = 9700\,r\sqrt{T/M}$  ( $r$ : cm,  $M$ : g/mol)
 $\sqrt{\dfrac{320}{80}} = 2,\quad D_K = 19400\,r$ 
 $r = \dfrac{0.0388}{19400} = 2\times10^{-6}\ \mathrm{cm}$ 
Knudsen 영역에서는 분자-벽 충돌이 지배하므로 압력·상대 기체와 무관하고 기공 크기에 좌우된다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[7급 국가직 전달현상] 24년 1회차 25문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요

비슷한 기출

7급 국가직 전달현상 기출문제 암기장 전체 보기

💬 자격증 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→