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다음은 이상기체일 때 퓨개시티(Fugacity) fi 를 표시한 함수들… | [화공기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 2회차

다음은 이상기체일 때 퓨개시티(Fugacity) fi 를 표시한 함수들이다. 틀린 것은? (단, f^i\hat{f}_i : 용액 중 성분 i 의 퓨개시티, fi : 순수성분 i 의 퓨개시티, xi : 용액의 몰분율, P : 압력)

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fi=cP(c=상수)_
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해설

이상기체 혼합물에서 성립하는 관계는 용액 중 성분의 퓨개시티 = 몰분율 × 순수성분 퓨개시티, 즉 f^i=xifi\hat{f}_i = x_i f_i 이므로, 모자(^)가 붙은 쪽과 안 붙은 쪽이 서로 뒤바뀐 fi=xif^if_i = x_i \hat{f}_i 가 틀린 표현이다.

이상기체의 순수성분 퓨개시티는 압력과 같아 fi=Pf_i = P 이고, 혼합물 속 성분의 퓨개시티는 부분압과 같아 f^i=xiP\hat{f}_i = x_i P 다. 이 둘을 결합하면 곧바로 루이스-랜달 규칙 f^i=xifi\hat{f}_i = x_i f_i 가 나온다.

나머지 표현이 옳은 이유:

  • fi=cPf_i = cP(c=상수) — 이상기체에서 퓨개시티는 압력에 정비례하며, 비례상수가 1인 경우가 곧 fi=Pf_i = P 다.
  • f^i=xiP\hat{f}_i = x_i P — 이상기체 혼합물에서 성분의 퓨개시티가 부분압과 같다는 관계 그대로다.
  • limP0fi/P=1\lim_{P \to 0} f_i/P = 1 — 압력이 0으로 갈수록 실제기체가 이상기체로 수렴한다는 퓨개시티의 정의다.

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