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1[7급 국가직 화공열역학] 23년 1회차

성분 A와 B로 구성된 2성분계 혼합물을 기상과 액상으로 플래시(flash)시켰을 때, 100 °C의 온도와 100 kPa의 압력에서 기상과 액상이 평형을 이루고 있다. 성분 A의 포화증기압은 200 kPa이고, 액상에서 성분 A의 몰분율은 0.2이다. 기상과 액상 전체에서 성분 A의 총괄 몰분율이 0.3일 때, 기상과 액상 전체에서 기상이 차지하는 몰분율은? (단, 기액 상평형 계산은 Raoult의 법칙을 따른다)

0.2

0.4

0.5

0.6

해설

기상이 차지하는 몰분율은 0.5이다.
Raoult 법칙으로 기상 조성을 구한다.
 $y_A=\dfrac{x_A P_A^{\mathrm{sat}}}{P}=\dfrac{0.2\times200}{100}=0.4$ 
성분 A의 물질수지  $z_A=\mathcal{V}y_A+(1-\mathcal{V})x_A$ 에 대입한다.
 $0.3=0.4\mathcal{V}+0.2(1-\mathcal{V})$ 
 $\mathcal{V}=\dfrac{0.3-0.2}{0.4-0.2}=0.5$

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