이상기체 프로판(C3H8, 분자량 M=44)의 상태는 온도 20℃, 압… | [공조냉동기계기사 필기] 22년 3회차 기출문제 상세 페이지

이상기체 상태방정식 $PV = nRT$를 이용하여 용기 내 프로판의 몰수를 구한 후 질량으로 변환한다. 주어진 조건은 온도 $T = 20 + 273 = 293 \text{ K}$, 압력 $P = 300 \text{ kPa}$, 부피 $V = 52 \text{ L} = 0.052 \text{ m}^3$, 기체상수 $R = 8.314 \text{ kJ/(kmol}\cdot\text{K)}$이다. 상태방정식을 몰수에 대해 정리하면 $n = \frac{PV}{RT}$이고, 단위를 맞추기 위해 $R = 8.314 \text{ kJ/(kmol}\cdot\text{K)} = 8314 \text{ J/(kmol}\cdot\text{K)}$, $P = 300 \times 10^3 \text{ Pa}$, $V = 0.052 \text{ m}^3$를 대입하면 $n = \frac{300 \times 10^3 \times 0.052}{8314 \times 293} = \frac{15600}{2436082} \approx 0.0064 \text{ kmol}$이다. 
몰수를 mol로 변환하면 $n = 0.0064 \times 1000 = 6.4 \text{ mol}$이고, 질량은 $m = n \times M = 6.4 \times 44 = 281.6 \text{ g} \approx 0.282 \text{ kg}$이다. 따라서 용기에 넣을 적당한 프로판의 질량은 0.282 kg이다.