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1[7급 국가직 화공열역학] 23년 1회차

1 bar에서 A(g) ⇄ 2B(g) 반응이 진행된다. 이 반응의 표준 반응열이 반응온도와 관계없이 항상 일정한 경우는? (단, 화합물 A와 화합물 B의 정압 몰열용량은 각각 온도에 관계없이 일정한 값을 가진다)

A의 정압 몰열용량이 B의 정압 몰열용량과 같을 때

A의 정압 몰열용량이 B의 정압 몰열용량의 0.5배일 때

A의 정압 몰열용량이 B의 정압 몰열용량의 2배일 때

A의 정압 몰열용량이 B의 정압 몰열용량의 4배일 때

해설

표준 반응열이 일정하려면  $\Delta C_P=0$ 이어야 하며, A의 정압 몰열용량이 B의 2배일 때 성립한다.
Kirchhoff 식  $\dfrac{d\Delta H^0}{dT}=\Delta C_P$ 에서 이 반응의  $\Delta C_P=2C_{P,B}-C_{P,A}$ 이다.
 $2C_{P,B}-C_{P,A}=0\ \Rightarrow\ C_{P,A}=2C_{P,B}$ 
두 열용량이 같으면  $\Delta C_P=C_{P,B}\neq0$ 이므로 반응열이 온도에 따라 변한다.
A가 B의 0.5배이면  $\Delta C_P=1.5\,C_{P,B}$ 로 0이 아니다.
A가 B의 4배이면  $\Delta C_P=-2C_{P,B}$ 로 0이 아니다. 양론계수 2를 반영하는 것이 핵심이다.

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