그림과 같이 A, B 두 종류의 기체가 한 용기 안에서 박막으로 분리되어 있다. A의 체적은 0.1m 3 , 질량은 2kg이고, B의 체적은 0.4m 3 , 밀도는 1kg/m 3 이다. 박막이 파열되고 난 후에 평형에 도달하였을 때 기체의 혼합물의 밀도(kg/m 3 )는 얼마인가?

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그림과 같이 A, B 두 종류의 기체가 한 용기 안에서 박막으로 분리되… | [공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차

그림과 같이 A, B 두 종류의 기체가 한 용기 안에서 박막으로 분리되어 있다. A의 체적은 0.1m³, 질량은 2kg이고, B의 체적은 0.4m³, 밀도는 1kg/m³이다. 박막이 파열되고 난 후에 평형에 도달하였을 때 기체의 혼합물의 밀도(kg/m³)는 얼마인가?

4.8

6.0

7.2

8.4

해설

그림은 하나의 용기가 박막으로 좌우 두 방으로 나뉘어 왼쪽이 기체 A, 오른쪽이 기체 B인 구조다. 박막이 터지면 두 기체가 전체 용기를 채우므로, 혼합물의 밀도는 총질량 ÷ 총체적으로 구한다.
A의 질량은  $2\ \mathrm{kg}$ , B의 질량은  $m_B = \rho_B V_B = 1 \times 0.4 = 0.4\ \mathrm{kg}$  이므로 총질량은  $2.4\ \mathrm{kg}$  이다. 총체적은  $0.1 + 0.4 = 0.5\ \mathrm{m^3}$  이다.
따라서  $\rho = \dfrac{2.4}{0.5} = 4.8\ \mathrm{kg/m^3}$  이다.
박막 파열은 용기 전체로 보면 질량과 체적이 보존되는 과정이므로, 압력이나 온도의 변화를 따질 필요 없이 질량·체적만으로 답이 정해진다.

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