1kmol 의 일산화탄소와 2kmol 의 산소로 충전된 용기가 있다. … | [가스기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기사 필기] 19년 2회차

1kmol 의 일산화탄소와 2kmol 의 산소로 충전된 용기가 있다. 연소 전 온도는 298K, 압력은 0.1MPa 이고 연소 후 생성물은 냉각되어 1300K 로 되었다. 정상상태에서 완전 연소가 일어났다고 가정했을 때 열전달량은 약 몇 kJ 인가? (단, 반응물 및 생성물의 총엔탈피는 각각 –110529 kJ, -293338 kJ 이다.)

-202397

-230323

-340238

-403867

해설

연소반응  $CO + 0.5O_2 \rightarrow CO_2$ 에서 1kmol CO는 0.5kmol의 산소만 소비하므로, 2kmol의 산소 중 1.5kmol이 반응 후에도 남는다. 정적(강체 용기) 과정이므로 열전달량은 내부에너지 변화  $Q = \Delta U = U_{products} - U_{reactants}$ 로 구해야 하며,  $U = H - nR_uT$  관계로 엔탈피에서 환산한다.
반응물은 총 3kmol, 298K이므로  $U_{reactants} = -110529 - 3 \times 8.314 \times 298 \approx -117962\text{kJ}$ 이고, 생성물은 CO2 1kmol과 남은 O2 1.5kmol로 총 2.5kmol, 1300K이므로  $U_{products} = -293338 - 2.5 \times 8.314 \times 1300 \approx -320359\text{kJ}$ 이다.
따라서  $Q = -320359 - (-117962) \approx -202397\text{kJ}$ 로 계산되어 등록된 정답과 일치한다.

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