동일한 온도와 압력에서 질소(N2) 기체의 분출(effusion) 속도… | [7급 국가직 전달현상] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 21년 1회차

동일한 온도와 압력에서 질소(N₂) 기체의 분출(effusion) 속도가 미지의 기체 X의 분출 속도보다 2배 빠를 때, X의 몰질량[g mol^-1]은? (단, 분출은 Graham의 분출 법칙을 따르며, 질소의 몰질량은 28 g mol^-1이다)

해설

기체 X의 몰질량은  $112\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ 이다.
Graham 법칙: 분출 속도는 몰질량의 제곱근에 반비례한다.  $\dfrac{r_{\mathrm{N_2}}}{r_X} = \sqrt{\dfrac{M_X}{M_{\mathrm{N_2}}}}$ 
대입:  $2 = \sqrt{\dfrac{M_X}{28}} \;\Rightarrow\; M_X = 4\times28 = 112$ 
제곱근 관계를 빠뜨리고 속도비를 그대로 곱하면 56이 나오는 함정이다.

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