n차(n＞0) 단일 반응에 대한 혼합 및 플러그 흐름 반응기 성능을 비… | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 21년 3회차
n차(n＞0) 단일 반응에 대한 혼합 및 플러그 흐름 반응기 성능을 비교 설명한 내용 중 틀린 것은? (단, Vm은 혼합흐름반응기 부피를 VP는 플러그흐름반응기 부피를 나타낸다.)
1
Vm은 VP보다 크다.
2
Vm/VP는 전환율의 증가에 따라 감소한다.
3
Vm/VP는 반응차수에 따라 증가한다.
4
부피변화 분율이 증가하면 Vm/VP가 증가한다.
해설
혼합흐름반응기(CSTR)와 플러그흐름반응기(PFR)의 성능을 비교할 때, 같은 전환율을 달성하기 위해 필요한 부피 관계를 분석해야 한다. 1번: 일반적으로 n차 반응에서 같은 전환율에 도달하려면 혼합흐름반응기가 더 큰 부피를 필요로 하므로 V_m > V_p가 맞다. 3번: 반응차수가 증가할수록(예: 0차→1차→2차) V_m/V_p 비율이 커지는 것이 알려진 특성이므로 참이다. 4번: 부피변화 분율(ε)이 증가하면 기체 체적이 팽창하여 반응 진행이 용이해지므로 V_m/V_p 비율이 증가한다. 2번: 전환율이 증가할수록 V_m/V_p 비율은 증가한다. 높은 전환율을 달성하려면 혼합흐름반응기의 부피가 상대적으로 더 크게 필요한데, 이는 전환율이 높을수록 V_m/V_p가 감소한다는 내용과 모순된다. 따라서 2번이 틀린 설명이다.
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