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다음 조건에서 조성비를 이용하여 공기의 밀도(kg/m3)를 구하시오.•… | 2020년 산업위생관리기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

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다음 조건에서 조성비를 이용하여 공기의 밀도(kg/m3)를 구하시오.

• 25 ℃, 1기압 기준이다.
• 공기의 조성비는 질소(분자량 28) 78 %, 산소(분자량 32) 21 %, 아르곤(분자량 40) 0.9 %, 이산화탄소(분자량 44) 0.03 %이며, 그 밖의 성분은 고려하지 않는다.

해설

M‾=28×0.78+32×0.21+40×0.009+44×0.0003=28.9332 g/mol\overline{M}=28\times0.78+32\times0.21+40\times0.009+44\times0.0003=28.9332\ \mathrm{g/mol}

ρ=28.933224.45=1.183 g/L\rho=\dfrac{28.9332}{24.45}=1.183\ \mathrm{g/L}

1.18 kg/m3


[해설]

기체 밀도는 평균분자량 ÷ 몰부피로 구하며, 공기는 부피분율(=몰분율)로 가중평균한 평균분자량을 쓴다.

M = 28 × 0.78 + 32 × 0.21 + 40 × 0.009 + 44 × 0.0003 = 28.9332 g/mol
몰부피 = 22.4 × (273 + 25)/273 = 24.45 L/mol
ρ = 28.9332 ÷ 24.45 = 1.183 g/L = 1.18 kg/m3

g/L와 kg/m3는 수치가 같아 그대로 옮기면 된다. 혼동 주의: 0.9 %는 0.009, 0.03 %는 0.0003으로 바꿔야 한다.

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