300 K, 1 atm에서 이상기체 A와 B가 1차원으로 등몰상호확산(equimolar counter-diffusion)하고 있다. 확산 튜브의 길이는 10 cm, 단면적은 2 cm 2 이다. 튜브의 양 끝에서 A의 몰분율이 각각 0.8, 0.2일 때, A의 확산 몰플럭스가 1 × 10 -5 mol cm -2 s -1 로 측정되었다. 확산계수 D_\mathrm{AB} [cm 2 s -1 ]의 값은? (단, 튜브 내 화학반응은 없으며, 기체상수는 0.08 L atm mol -1 K -1 이다)

오픈채팅

이용권 구매

활용 가이드

앱 설치

버그 신고

개선 요청

다크모드

300 K, 1 atm에서 이상기체 A와 B가 1차원으로 등몰상호확산(… | [7급 국가직 전달현상] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 24년 1회차

300 K, 1 atm에서 이상기체 A와 B가 1차원으로 등몰상호확산(equimolar counter-diffusion)하고 있다. 확산 튜브의 길이는 10 cm, 단면적은 2 cm²이다. 튜브의 양 끝에서 A의 몰분율이 각각 0.8, 0.2일 때, A의 확산 몰플럭스가 1 × 10^-5 mol cm^-2 s^-1로 측정되었다. 확산계수  $D_\mathrm{AB}$  [cm² s^-1]의 값은? (단, 튜브 내 화학반응은 없으며, 기체상수는 0.08 L atm mol^-1 K^-1이다)

해설

등몰상호확산에서는 몰플럭스가 농도차에 선형 비례하므로 확산계수는 4  $\mathrm{cm^2\ s^{-1}}$ 이다.
 $N_\mathrm{A} = \dfrac{D_\mathrm{AB}\,c\,(x_\mathrm{A1} - x_\mathrm{A2})}{L}$ ,  $c = \dfrac{P}{RT} = \dfrac{1}{0.08\times300} = \dfrac{1}{24}\ \mathrm{mol\ L^{-1}} = \dfrac{1}{24000}\ \mathrm{mol\ cm^{-3}}$ 
 $1\times10^{-5} = D_\mathrm{AB}\times\dfrac{1}{24000}\times\dfrac{0.8-0.2}{10}$ 
 $D_\mathrm{AB} = \dfrac{1\times10^{-5}\times24000\times10}{0.6} = 4$ 
플럭스 자체가 단위면적 기준이므로 단면적은 계산에 쓰이지 않으며, 리터(L)를  $\mathrm{cm^3}$ 로 바꾸는 단위 환산에 주의한다.

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

→