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1[화공기사 필기] 22년 1회차
활동도계수(Activity coefficient)에 관한 식으로 옳게 표시된 것은? (단, GE는 혼합물 1mol에 대한 과잉 깁스에너지이며, γi는 i 성분의 활동도계수, n은 전체 몰수, ni는 i 성분의 몰수, nj는 i 성분 이외의 몰수를 나타낸다.)
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해설

활동도계수는 무차원화한 과잉 깁스에너지의 부분몰 물성으로, ln⁡γi=[∂(nGE/RT)∂ni]T,P,nj\ln\gamma_i=\left[\dfrac{\partial (nG^E/RT)}{\partial n_i}\right]_{T,P,n_j}로 정의된다.

부분몰 물성을 얻으려면 몰당 값인 GEG^E에 전체 몰수를 곱한 전체량 nGEnG^E를 해당 성분의 몰수로 편미분해야 하고, 이때 온도·압력과 나머지 성분의 몰수를 모두 고정해야 한다.

  • GE/RG^E/R만 쓴 식: RTRT가 아닌 RR로만 나누면 온도 차원이 남아 ln⁡γi\ln\gamma_i가 무차원이 되지 않고, 전체 몰수 nn도 빠져 부분몰량이 되지 않는다.
  • 고정 조건에 압력이 빠진 식, 온도가 빠진 식: 부분몰 물성은 T, PT,\,P를 함께 고정한 편미분으로 정의되므로 어느 하나라도 빠지면 정의와 다르다.

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