공기가 79vol% N 2 와 21vol% O 2 로 이루어진 이상기체 혼합물이라 할 때 25℃, 750mmHg에서 밀도는 약 몇 kg/m 3 인가?

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공기가 79vol% N2 와 21vol% O2로 이루어진 이상기체 혼합… | [가스기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기사 필기] 21년 3회차

공기가 79vol% N₂ 와 21vol% O₂로 이루어진 이상기체 혼합물이라 할 때 25℃, 750mmHg에서 밀도는 약 몇 kg/m³ 인가?

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해설

공기를 질소 79vol%, 산소 21vol%의 이상기체 혼합물로 보면 평균분자량은  $M = 0.79\times28 + 0.21\times32 \approx 28.84$  g/mol이다.
이상기체 상태방정식에서 밀도는  $\rho = \dfrac{PM}{RT}$ 로 구한다. 압력을 atm 단위로 바꾸면  $P = \dfrac{750}{760} \approx 0.987$  atm, 온도는  $T = 273+25 = 298\,K$ 이다.
대입하면  $\rho = \dfrac{0.987 \times 28.84}{0.0821 \times 298} \approx 1.16$  kg/m³으로, 계산 결과가 등록된 정답과 일치한다.

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