298.15K, 0.1MPa 상태의 일산화탄소를 같은 온도의 이론공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염 온도를 주어진 표를 이용하여 구하면 약 몇 K 인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO 2 의 생성엔탈피는 각각 –110529 kJ/kmol, -393522 kJ/kmol 이다.) CO 2 의 기준상태에서 각각의 온도까지 엔탈피 차 온도(K) 엔탈피 차(kJ/kmol) 4800 266500 5000 279295 5200 292123

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298.15K, 0.1MPa 상태의 일산화탄소를 같은 온도의 이론공기량… | [에너지관리기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 21년 3회차

298.15K, 0.1MPa 상태의 일산화탄소를 같은 온도의 이론공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염 온도를 주어진 표를 이용하여 구하면 약 몇 K 인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO₂의 생성엔탈피는 각각 –110529 kJ/kmol, -393522 kJ/kmol 이다.)
CO₂ 의 기준상태에서 각각의 온도까지 엔탈피 차온도(K) 엔탈피 차(kJ/kmol)
4800 266500
5000 279295
5200 292123

CO₂ 의 기준상태에서 각각의 온도까지 엔탈피 차
온도(K)	엔탈피 차(kJ/kmol)
4800	266500
5000	279295
5200	292123

해설

단열화염온도는 정상유동 과정에서 반응물의 엔탈피 총합과 생성물의 엔탈피 총합이 같다는 조건으로 구한다. 반응은  $\mathrm{CO} + \dfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$  이고, 반응물이 이미 기준온도 298.15K이므로 반응물 쪽 현열항은 0이다.
따라서 생성물 CO₂가 가져야 할 현열(엔탈피 차)은 두 생성엔탈피의 차와 같다.
 $-110529 = -393522 + \Delta \bar{h}_{\mathrm{CO_2}}$ 
 $\Delta \bar{h}_{\mathrm{CO_2}} = 282993\ \mathrm{kJ/kmol}$ 
표를 보면 5000K에서 279295 kJ/kmol, 5200K에서 292123 kJ/kmol이므로 282993은 이 두 값 사이에 있다. 직선보간하면
 $T = 5000 + 200\times\dfrac{282993-279295}{292123-279295} = 5000 + 200\times0.288 \fallingdotseq 5058\ \mathrm{K}$ 
표의 4800K(266500)는 필요한 엔탈피보다 작아 해당 구간이 아니며, 5200K를 그대로 답으로 잡으면 실제보다 약 140K 높게 잡히므로 반드시 보간해야 한다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.

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