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우유를 저온살균할 때 63℃에서 30분이 걸리고, 74℃에서는 15초가… | [화공기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 19년 3회차
우유를 저온살균할 때 63℃에서 30분이 걸리고, 74℃에서는 15초가 걸렸다. 이 때 활성화 에너지는 약 몇 kJ/mol인가?
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해설

63℃와 74℃에서의 살균 시간 차이로부터 아레니우스 식을 적용하면 활성화 에너지는 약 422 kJ/mol로 계산된다.

같은 살균 효과를 낸다고 보면 속도상수는 시간에 반비례하므로 k2k1=t1t2=1800 s15 s=120\dfrac{k_2}{k_1}=\dfrac{t_1}{t_2}=\dfrac{1800\ \mathrm{s}}{15\ \mathrm{s}}=120이다.

절대온도 T1=336 KT_1=336\ \mathrm{K}, T2=347 KT_2=347\ \mathrm{K}를 아레니우스 식 Ea=Rln(k2/k1)1T11T2E_a=\dfrac{R\ln(k_2/k_1)}{\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}}에 대입하면 Ea421.8×103 J/mol422 kJ/molE_a\approx421.8\times10^3\ \mathrm{J/mol}\approx422\ \mathrm{kJ/mol}이 된다.

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