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압축인자(compressibility factor) Z에 대한 설명으로… | [7급 국가직 화공열역학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 화공열역학] 24년 1회차
압축인자(compressibility factor) Z에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
압축인자는 같은 온도와 압력에서 실제기체의 몰부피를 이상기체의 몰부피로 나눈 값이다.
2
이상기체의 압축인자는 항상 1이다.
3
압력이 매우 낮아질 때, 압축인자의 값은 1에 접근한다.
4
압력이 매우 낮아질 때, 실제기체에서 측정한 압력 변화에 따른 압축인자의 변화량은 기체 종류와 무관하다.
해설

압력이 0에 접근할 때 압축인자의 압력 기울기는 기체 종류에 따라 달라지므로, 기체 종류와 무관하다는 설명이 옳지 않다.

비리얼 전개 Z=1+BPRT+⋯Z=1+\dfrac{BP}{RT}+\cdots에서 (∂Z∂P)T, P→0=BRT\left(\dfrac{\partial Z}{\partial P}\right)_{T,\,P\to 0}=\dfrac{B}{RT}이고, 제2 비리얼 계수 BB는 기체마다 고유한 값이다.

  • 압축인자는 Z=PVRT=VVigZ=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{V}{V^{ig}}로, 같은 T, P에서 실제기체 몰부피를 이상기체 몰부피로 나눈 값이 맞다.
  • 이상기체는 PV=RTPV=RT를 따르므로 압축인자가 항상 1이다.
  • 압력이 매우 낮아지면 분자 간 상호작용이 사라져 모든 기체의 Z가 1에 접근한다.

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