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1[에너지관리기사 필기] 2024년 2회 기출복원 모의고사
지르코니아식 산소(O2) 분석기에서 산소 분압이 양극에서 0.5kg/cm2, 음극에서 1.0kg/cm2로 각각 측정되었을 때 두 전극 사이의 기전력은? (단, 셀의 온도는 850℃, 기체상수는 8.314J/mol·K, 패러데이 상수는 96,500C/mol이다.)
1
16.8 mV
2
15.7 mV
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14.6 mV
4
13.5 mV
해설

두 전극 사이의 기전력은 약 16.8 mV이다.

지르코니아 산소 농담전지의 기전력은 네른스트 식 E=RT4Fln⁡P2P1E = \dfrac{RT}{4F}\ln\dfrac{P_2}{P_1}로 구하며, 절대온도에 비례하므로 셀 온도가 주어져야 값이 정해진다.

E=8.314×11234×96500ln⁡1.00.5=0.02419×0.693≈0.0168 V=16.8 mVE = \dfrac{8.314\times1123}{4\times96500}\ln\dfrac{1.0}{0.5} = 0.02419\times0.693 \approx 0.0168\,\mathrm{V} = 16.8\,\mathrm{mV}이다.

15.7·14.6·13.5mV는 각각 약 780℃·700℃·630℃에서의 값이어서 850℃ 조건과 맞지 않는다.

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