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A, B, C의 세 물질이 A : B : C = 1 : 4 : 6 몰비… | [7급 국가직 전달현상] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 24년 1회차
A, B, C의 세 물질이 A : B : C = 1 : 4 : 6 몰비로 혼합되어 있는 기체 혼합물(M)이 있다. 확산계수 DABD_\mathrm{AB}와 DACD_\mathrm{AC}가 각각 2.0 × 103 cm2 s-1과 3.0 × 103 cm2 s-1일 때, 확산계수 DAMD_\mathrm{AM}[cm2 s-1]에 가장 가까운 값은?
1
1.0 × 103
2
1.5 × 103
3
2.5 × 103
4
3.5 × 103
해설

Wilke 식으로 A를 제외한 몰분율로 가중하면 DAMD_\mathrm{AM}은 2.5×103 cm2 s−12.5\times10^{3}\ \mathrm{cm^2\ s^{-1}}이다.

1DAM=yB′DAB+yC′DAC\dfrac{1}{D_\mathrm{AM}} = \dfrac{y_\mathrm{B}^{\prime}}{D_\mathrm{AB}} + \dfrac{y_\mathrm{C}^{\prime}}{D_\mathrm{AC}}, A 제외 기준 yB′=410=0.4, yC′=610=0.6y_\mathrm{B}^{\prime} = \dfrac{4}{10} = 0.4,\ y_\mathrm{C}^{\prime} = \dfrac{6}{10} = 0.6

1DAM=0.42000+0.63000=4×10−4\dfrac{1}{D_\mathrm{AM}} = \dfrac{0.4}{2000} + \dfrac{0.6}{3000} = 4\times10^{-4}
DAM=2500 cm2 s−1D_\mathrm{AM} = 2500\ \mathrm{cm^2\ s^{-1}}

혼합물 확산계수는 두 이성분 확산계수 사이의 값이 되어야 한다.

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