질소 분자와 산소 분자의 이성분계 등몰 혼합물 중, 질소 분자가 고정좌표계에서 x축 방향으로 1 m 2 의 면적을 초당 수직으로 통과하는 양이 28 kg이고, 산소 분자는 -x축 방향으로 1 m 2 의 면적을 초당 수직으로 통과하는 양이 32 kg이다. 이 때 혼합물의 x방향 몰－평균 속도[m s -1 ]는? (단, 질소 원자, 산소 원자의 원자량은 각각 14, 16이다)

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질소 분자와 산소 분자의 이성분계 등몰 혼합물 중, 질소 분자가 고정좌… | [7급 국가직 전달현상] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 22년 1회차

질소 분자와 산소 분자의 이성분계 등몰 혼합물 중, 질소 분자가 고정좌표계에서  $x$ 축 방향으로 1 m²의 면적을 초당 수직으로 통과하는 양이 28 kg이고, 산소 분자는  $-x$ 축 방향으로 1 m²의 면적을 초당 수직으로 통과하는 양이 32 kg이다. 이 때 혼합물의  $x$ 방향 몰－평균 속도[m s^-1]는? (단, 질소 원자, 산소 원자의 원자량은 각각 14, 16이다)

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해설

질소와 산소의 몰 플럭스가 크기는 같고 방향이 반대이므로 총 몰 플럭스가 0이 되어 몰-평균 속도는 0이다.
몰 플럭스:  $N_{N_2}=\dfrac{28}{28}=1\,\mathrm{kmol\,m^{-2}\,s^{-1}}$ ,  $N_{O_2}=-\dfrac{32}{32}=-1\,\mathrm{kmol\,m^{-2}\,s^{-1}}$ 
 $v^*=\dfrac{N_{N_2}+N_{O_2}}{c}=0$ 
질량 기준으로는 순 질량 플럭스가  $-4\,\mathrm{kg\,m^{-2}\,s^{-1}}$ 로 0이 아니므로, 질량평균 속도와 혼동하지 않는다.

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