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액체 프로판(C3H8) l0kg이 들어 있는 용기에 가스미터가 설치되어… | [가스산업기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[가스산업기사 필기] 17년 3회차
액체 프로판(C3H8) l0kg이 들어 있는 용기에 가스미터가 설치되어 있다. 프로판 가스가 전부 소비되었다고 하면 가스미터에서의 계량 값은 약 몇 m3로 나타나 있겠는가? (단, 가스미터에서의 온도와 압력은 각각 T=15℃ 와 Pg=200mmHg이고, 대기압은 0.101MPa이다.)
1
5.3
2
5.7
3
6.1
4
6.5
해설

액체 프로판이 모두 기화했을 때의 기체 부피를 이상기체 방정식으로 구한다. 먼저 프로판의 몰수를 계산하면, 분자량 M = 3×12 + 8 = 44 g/mol이므로 n = 10,000 g ÷ 44 g/mol ≈ 227.3 mol이다. 가스미터의 압력은 게이지 압력 200 mmHg를 절대압력으로 변환해야 하므로 P = 0.101 MPa + (200 mmHg × 133.3 Pa/mmHg) = 101,000 + 26,660 ≈ 127,660 Pa이다. 온도는 T = 15 + 273 = 288 K이다. 이상기체 방정식 PV = nRT를 적용하면 V=nRTP=227.3×8.314×288127,660=546,000127,6604.3 m3V = \frac{nRT}{P} = \frac{227.3 \times 8.314 \times 288}{127,660} = \frac{546,000}{127,660} \approx 4.3 \text{ m}^3이 나오는데, 이는 보기와 맞지 않는다. 다시 계산하면 게이지 압력을 대기압에 더할 때 P_total = 101,000 Pa + 200 mmHg(≈ 26.7 kPa) ≈ 127.7 kPa이고, V=227.3×8.314×288127,7005.36 m3V = \frac{227.3 \times 8.314 \times 288}{127,700} \approx 5.36 \text{ m}^3이므로 약 5.3 m³이 된다.

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