반응물 A는 1차 반응 A→R에 의해 분해된다. 사로 다른 2개의 플러그흐름반응기에 다음과 같이 반응물의 주입량을 달리하여 분해 실험을 하였다. 두 반응기로부터 동일한 전화율 80%를 얻었을 경우 두 반응기의 부피비 V 2 /V 1 은 얼마인가? (단, F A0 공급물 속도이고, C A0 는 초기 농도이다.) 반응기 1 : F A0 = 1, C A0 = 1 반응기 2 : F A0 = 2, C A0 = 1

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반응물 A는 1차 반응 A→R에 의해 분해된다. 사로 다른 2개의 플러… | [화공기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 19년 3회차

반응물 A는 1차 반응 A→R에 의해 분해된다. 사로 다른 2개의 플러그흐름반응기에 다음과 같이 반응물의 주입량을 달리하여 분해 실험을 하였다. 두 반응기로부터 동일한 전화율 80%를 얻었을 경우 두 반응기의 부피비 V₂/V₁은 얼마인가? (단, F_A0 공급물 속도이고, C_A0는 초기 농도이다.)
반응기 1 : F_A0 = 1, C_A0 = 1
반응기 2 : F_A0 = 2, C_A0 = 1

0.5

1.5

해설

1차 반응에서 같은 전화율을 얻으려면 공간시간이 같아야 하므로 부피비는 공급 몰속도의 비와 같아져 V₂/V₁ = 2가 된다.
플러그흐름반응기의 1차 반응 설계식은  $k\tau = -\ln(1-X_A)$  이다. 두 반응기의 전화율이 80%로 같으므로 공간시간  $\tau$  도 서로 같아야 한다.
공간시간은  $\tau = \dfrac{V}{v_0} = \dfrac{V\,C_{A0}}{F_{A0}}$  이고 두 반응기 모두 초기 농도가 1로 같으므로 부피는 공급 몰속도에 정비례한다.
 $\dfrac{V_2}{V_1} = \dfrac{F_{A0,2}}{F_{A0,1}} = \dfrac{2}{1} = 2$ 
즉 초기 농도가 같은데 공급 몰속도가 두 배면 반응기 부피도 두 배여야 같은 전화율에 도달한다.

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