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플러그 흐름반응기(plug flow reactor)에서 반응이 진행된다… | [화공기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 2회차
플러그 흐름반응기(plug flow reactor)에서 반응이 진행된다. 그림의 빗금 친 부분은 무엇을 의미하는가? (단, 문제 이미지 는 반응 A → R에 대해 이 반응기에서 R의 순간수율(instantaneous fractional yield)이다.)
문제 이미지
1
총괄수율
2
반응해서 없어진 반응물의 몰수
3
생성되는 R의 최종농도
4
그 순간의 반응물의 농도
해설

빗금 친 면적은 반응기를 빠져나오는 R의 최종 농도 CRf를 나타낸다.

순간수율의 정의에서 dCR=φdCAdC_R=-\varphi\,dC_A 이고, 플러그 흐름반응기에서는 농도가 CA0에서 CAf까지 연속적으로 변하므로 적분하면 CRf=CAfCA0φdCAC_{Rf}=\int_{C_{Af}}^{C_{A0}}\varphi\,dC_A 가 된다. 이 적분값이 곧 그래프에서 φ 곡선 아래·CAf와 CA0 사이의 넓이다.

  • 총괄수율은 이 넓이를 (CA0−CAf)로 나눈 평균값이므로 넓이 자체가 아니다.
  • 반응해서 없어진 반응물의 몰수는 가로 길이 CA0−CAf에 해당한다.
  • 그 순간의 반응물 농도는 가로축 위의 한 점일 뿐 넓이가 될 수 없다.

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