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1[화공기사 필기] 17년 2회차
다음 그림은 1기압하에서의 A, B 2성분계 용액에 대한 비점선도(Boiling point diagram)이다. XA=0.40 인 용액을 1기압 하에서 서서히 가열할 때 일어나는 현상을 설명한 내용으로 틀린 것은? (단, 처음 온도는 40℃이고, 마지막 온도는 70℃이다.)
1
용액은 50℃에서 끓기 시작하여 60℃가 되는 순간 완전히 기화한다.
2
용액이 끓기 시작하자마자 생긱 최초의 증기조성은 YA=0.70 이다.
3
용액이 계속 증발함에 따라 남아있는 용액의 조성은 곡선 DE를 따라 변한다.
4
마지막 남은 한방울의 조성은 XA=0.15 이다.
해설
남아 있는 액체의 조성은 아래쪽 기포점 곡선을 따라 C에서 F로 이동하므로, 위쪽 이슬점 곡선 위의 D와 E를 잇는 경로를 따른다는 설명이 틀렸다.
선도에서 아래 곡선은 액상 조성(기포점), 위 곡선은 그와 평형인 증기 조성(이슬점)이다. XA=0.40 인 용액을 가열하면 50℃에서 아래 곡선의 점 C에 닿아 끓기 시작하고, 같은 50℃ 수평선이 위 곡선과 만나는 점 D의 조성이 최초 증기라 YA=0.70 이 된다.
계속 증발하면 더 휘발성이 큰 A가 먼저 기체로 빠져나가 남은 액은 A가 묽어진다. 그래서 액 조성은 C(0.40) → F(0.15)로 아래 곡선을 따라 내려가고, 평형 증기 조성은 D(0.70) → E(0.40)로 위 곡선을 따라 옮겨간다.
60℃에서 증기 조성이 처음 넣은 0.40과 같아지는 점 E에 이르면 액이 모두 기화하며, 그 직전 마지막 한 방울의 조성은 F의 XA=0.15 다.
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