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1[7급 국가직 화공열역학] 21년 1회차
혼합물의 기액 상평형에서 성분 ii의 평형비 KiK_i는 yixi\frac{y_i}{x_i}로 정의된다. KiK_i에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, xix_i와 yiy_i는 각각 성분 ii의 액상 몰분율과 기상 몰분율이고, PisatP_i^{sat}은 성분 ii의 포화증기압, fif_i는 순수한 성분 ii의 퓨개시티(fugacity), γi\gamma_i는 성분 ii의 활동도 계수, HiH_i는 성분 ii의 Henry 상수이며, 상첨자 VV와 LL은 각각 기상과 액상을 의미한다)
1
Raoult의 법칙을 따를 때, Ki=PisatPK_i=\frac{P_i^{sat}}{P}이다.
2
기상은 이상기체이고 액상은 Henry의 법칙을 따를 때, Ki=HiPK_i=\frac{H_i}{P}이다.
3
기상, 액상 모두 Lewis/Randall 규칙을 따를 때, Ki=fiVfiLK_i=\frac{f_i^V}{f_i^L}이다.
4
수정된 Raoult의 법칙을 따를 때, Ki=γiPisatPK_i=\frac{\gamma_iP_i^{sat}}{P}이다.
해설

옳지 않은 것은 Lewis/Randall 규칙에서 Ki=fiV/fiLK_i=f_i^V/f_i^L로 쓴 설명이다.

Lewis/Randall 규칙이면 f^iV=yifiV\hat f_i^V=y_if_i^V, f^iL=xifiL\hat f_i^L=x_if_i^L이고 평형에서 둘이 같으므로 Ki=yixi=fiLfiVK_i=\dfrac{y_i}{x_i}=\dfrac{f_i^L}{f_i^V}이다. 즉 분자와 분모가 뒤바뀌었다.

  • Raoult 법칙 yiP=xiPisaty_iP=x_iP_i^{sat}에서 Ki=Pisat/PK_i=P_i^{sat}/P로 옳다.
  • Henry 법칙 yiP=xiHiy_iP=x_iH_i에서 Ki=Hi/PK_i=H_i/P로 옳다.
  • 수정된 Raoult 법칙 yiP=xiγiPisaty_iP=x_i\gamma_iP_i^{sat}에서 Ki=γiPisat/PK_i=\gamma_iP_i^{sat}/P로 옳다.

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