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1[에너지관리기사 필기] 20년 1회차

표준 상태인 공기 중에서 완전 연소비로 아세틸렌이 함유되어 있을 때 이 혼합기체 1L당 발열량(kJ)은 얼마인가? (단, 아세틸렌의 발열량은 1308 kJ/mol이다.)

4.1

4.5

5.1

5.5

해설

아세틸렌의 완전연소 반응식은  $\mathrm{C_2H_2 + 2.5O_2 \rightarrow 2CO_2 + H_2O}$ 이므로, 아세틸렌 1mol을 완전연소시키는 데 필요한 공기(산소 21%)는  $\dfrac{2.5}{0.21} \approx 11.9\,\mathrm{mol}$ 이다.
따라서 완전연소비 혼합기체는 아세틸렌 1mol과 공기 약 11.9mol, 총 약 12.9mol로 구성되며, 이 중 아세틸렌의 몰분율은  $\dfrac{1}{12.9} \approx 0.0775$ 이다.
표준상태(22.4L/mol)에서 혼합기체 1L에 들어있는 전체 몰수는  $\dfrac{1}{22.4} \approx 0.0446\,\mathrm{mol}$ 이고, 이 중 아세틸렌은  $0.0446 \times 0.0775 \approx 0.00346\,\mathrm{mol}$ 이다. 발열량은  $0.00346 \times 1308 \approx 4.5\,\mathrm{kJ}$ 이 된다.

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