그림과 같이 A, B 두 종류의 기체가 한 용기안에서 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 기체 혼합물의 밀도는 약 몇 kg/m 3 인가?

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그림과 같이 A, B 두 종류의 기체가 한 용기안에서 박막으로 분리되어… | [공조냉동기계기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 17년 3회차

그림과 같이 A, B 두 종류의 기체가 한 용기안에서 박막으로 분리되어 있다. A의 체적은 0.1m³, 질량은 2kg이고, B의 체적은 0.4m³, 밀도는 1kg/m³이다. 박막이 파열되고 난 후에 평형에 도달하였을 때 기체 혼합물의 밀도는 약 몇 kg/m³인가?

4.8

6.0

7.2

8.4

해설

그림은 하나의 용기가 박막으로 좌우 두 칸으로 나뉘어 왼쪽에 기체 A, 오른쪽에 기체 B가 들어 있는 형태다. 조건은 A가 체적 0.1 m³, 질량 2 kg, B가 체적 0.4 m³, 밀도 1 kg/m³이다.
B의 질량은  $m_B=\rho_B V_B=1\times0.4=0.4\ \mathrm{kg}$ 이므로, 혼합 후 전체 질량은  $2+0.4=2.4\ \mathrm{kg}$ 이고 전체 체적은  $0.1+0.4=0.5\ \mathrm{m^3}$ 이다.
박막이 파열되어 섞여도 질량과 전체 체적은 그대로 보존되므로 혼합 기체의 밀도는  $\rho=\dfrac{m_A+m_B}{V_A+V_B}=\dfrac{2.4}{0.5}=4.8\ \mathrm{kg/m^3}$ 이다.

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