메탄 60 vol%, 에탄 30 vol%, 프로판 10 vol%로 구성… | 산업안전기사 실기 신출대비 — 화재·폭발(계산) 상세 페이지

[모범답안]
르샤틀리에 식: $\dfrac{100}{L} = \Sigma\left(\dfrac{V_{i}}{L_{i}}\right)$
$\dfrac{100}{L} = \dfrac{60}{5.0} + \dfrac{30}{3.0} + \dfrac{10}{2.1} = 12 + 10 + 4.762 = 26.762$
$L = \dfrac{100}{26.762} = 3.74$ vol%
∴ 혼합가스 폭발하한계 = 3.74 vol%
■ 핵심 채점어: 100/L=ΣVi/Li / 60/5+30/3+10/2.1 / 26.76 / 3.74 vol% / 르샤틀리에
※ 근거: 르샤틀리에 혼합가스 폭발하한 표준식 100/L=Σ(Vᵢ/Lᵢ). 3성분 조성·단일하한값은 문제에 명시.

[해설]

혼합가스의 폭발하한계는 르샤틀리에 법칙으로 각 성분의 부피비를 성분별 하한계로 나눠 더해 구한다.

공식과 대입은 다음과 같다.
$\dfrac{100}{L}=\dfrac{60}{5.0}+\dfrac{30}{3.0}+\dfrac{10}{2.1}$
$\dfrac{100}{L}=12+10+4.762=26.762$
$L=\dfrac{100}{26.762}=3.74$ vol%

혼합가스 하한계 3.74 vol%는 가장 낮은 프로판(2.1)과 가장 높은 메탄(5.0) 사이에 있어야 맞다. 혼동 주의: 분자에는 성분 부피비 합인 100을 쓴다.