액체 프로판이 298K, 0.1MPa에서 이론공기를 이용하여 연소하고 있을 때 고발열량은 약 몇 MJ/㎏인가? (단, 연료의 증발엔탈피는 370kJ/㎏이고, 기체상태 C 3 H 8 의 생성엔탈피는 -103909kJ/kmol, CO 2 의 생성엔탈피는 -393757kJ/kmol, 액체 및 기체상태 H 2 O의 생성 엔탈피는 각각 -286010kJ/kmol, -2419171kJ/kmol이다.)

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1[가스기사 필기] 15년 1회차

액체 프로판이 298K, 0.1MPa에서 이론공기를 이용하여 연소하고 있을 때 고발열량은 약 몇 MJ/㎏인가? (단, 연료의 증발엔탈피는 370kJ/㎏이고, 기체상태 C₃H₈의 생성엔탈피는 -103909kJ/kmol, CO₂의 생성엔탈피는 -393757kJ/kmol, 액체 및 기체상태 H₂O의 생성 엔탈피는 각각 -286010kJ/kmol, -2419171kJ/kmol이다.)

해설

액체 프로판의 완전연소 반응은  $\text{C}_3\text{H}_8(g)+5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2+4\text{H}_2\text{O}$ 이다. 고발열량은 생성된 수증기가 액체 상태로 응축되었을 때의 반응엔탈피이므로 액체 H2O의 생성엔탈피를 사용한다.
기체 프로판 기준 반응엔탈피는  $[3\times(-393757)+4\times(-286010)]-(-103909)\approx-2,221,400\text{kJ/kmol}$ 이며, 프로판 분자량 44로 나누면 약  $50,500\text{kJ/kg}$ 이다.
액체 프로판은 연소 전 증발 과정에서  $370\text{kJ/kg}$ 의 열을 흡수하므로, 실제 고발열량은  $50,500-370\approx50,100\text{kJ/kg}\approx50\text{MJ/kg}$ 로 계산된다.

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