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1[7급 국가직 전달현상] 23년 1회차

기체 A, B 저장고를 연결하는 직선 튜브에서 등온, 등압, 정상상태로 등몰상호확산(equimolar counter-diffusion)하고 있다. 시간이 흐른 후, 지점 1에서 기체 A의 부분압이 45 kPa이고, 지점 2에서는 부분압이 15 kPa일 때, 지점 X에서 기체 A의 부분압[kPa]은? (단, 모든 기체는 반응하지 않는 이상기체이고, 수평 방향으로만 확산한다)

해설

지점 X에서 A의 부분압은 25 kPa이다.
등온·등압 정상상태의 등몰상호확산에서는 플럭스가 일정하고 벌크 흐름 항이 상쇄되므로 부분압이 거리에 대해 직선으로 변한다.
 $p_X=p_1-(p_1-p_2)\dfrac{2}{3}=45-30\times\dfrac{2}{3}=25\,\mathrm{kPa}$ 
20은 X까지 강하폭을 실제보다 크게 잡은 값으로 직선 분포와 맞지 않는다.
30은 두 지점의 산술 중앙값으로, X가 지점 1에서 2 cm(전체 3 cm 중) 떨어져 있다는 거리 비를 무시했다.
35는 지점 1로부터 1 cm 지점의 값에 해당해 거리를 거꾸로 적용한 결과다.

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