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1[7급 국가직 전달현상] 23년 1회차

용질 A는 어떤 평판 표면에서만 분해된다. A의 벌크농도(bulk concentration)는 1.0 g L^-1, 물질전달계수는 0.20 cm s^-1, 분해속도의 크기는 0.076 mg cm^-2 s^-1일 때, 평판 표면에서 A의 농도[mg cm^-3]는? (단, 평판은 무한히 넓고, 분해는 표면 전체에서 균일하게 일어난다)

0.62

0.38

0.24

0.19

해설

평판 표면에서 A의 농도는  $0.62\,\mathrm{mg\,cm^{-3}}$ 이다.
정상상태에서 표면으로의 물질전달 속도 = 표면 분해속도이다:  $N=k_c(c_b-c_s)$ 
벌크농도는  $1.0\,\mathrm{g\,L^{-1}}=1.0\,\mathrm{mg\,cm^{-3}}$ 이다.
 $0.076=0.20(1.0-c_s)$ 
 $1.0-c_s=0.38\Rightarrow c_s=0.62$ 
0.38은 농도차  $c_b-c_s$ 를 표면농도로 착각한 값이다.
0.24이면 전달속도가  $0.20\times0.76=0.152$ 로 분해속도의 두 배가 된다.
0.19이면 전달속도가  $0.20\times0.81=0.162$ 로 분해속도와 맞지 않는다.

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