다음 그림은 이상적 반응기의 설계 방정식의 반응시간을 결정하는 그림이다… | [화공기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 20년 3회차
다음 그림은 이상적 반응기의 설계 방정식의 반응시간을 결정하는 그림이다. 회분 반응기의 반응시간에 해당하는 면적으로 옳은 것은? (단, 그림에서 점 D의 CA 값은 반응 끝 시간의 값을 나타낸다.)
1
ABCD
2
ABE
3
BCDE
4
ABCD
해설
회분 반응기의 반응시간은 1/(−rA) 곡선 아래의 면적, 즉 B·C·D·E 로 둘러싸인 영역이다.
정용 회분 반응기의 설계식 t = ∫ dCA/(−rA) 은 세로축 1/(−rA) 를 가로축 CA 로 적분한 넓이가 곧 시간임을 뜻한다.
그림에서 적분 구간의 아래끝은 반응이 끝난 점 D 의 CA 값이고 위끝은 점 C 의 CA 값이므로, 세로변 D–E, 곡선 E–B, 세로변 B–C, 가로축 C–D 로 닫힌 영역이 답이 된다.나머지 보기는 같은 그림의 다른 조각을 가리킨다. 직사각형 ABCD 는 곡선을 무시하고 점 B 의 1/(−rA) 값을 전 구간에 그대로 적용한 넓이라 실제 적분값보다 크고, ABE 는 그 직사각형에서 곡선 아래 면적을 뺀 나머지(곡선 위쪽) 조각이며, 직사각형의 절반은 곡선의 모양과 아무 관계가 없는 값이다. 셋 다 ∫dCA/(−rA) 와 같아지지 않는다.
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ABCD
ABE
BCDE
ABCD