18-2체적이 1,000 m3인 작업장에 실외의 공기가 0.5 m3/s… | 2018년 산업위생관리기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지
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체적이 1,000 m3인 작업장에 실외의 공기가 0.5 m3/sec로 유입되고 있다. 작업장의 톨루엔 발생이 정지된 순간의 실내 톨루엔 농도가 50 ppm이라고 할 때, 다음 물음에 답하시오.
(단, 유입되는 실외 공기 중 톨루엔의 농도는 0 ppm이며, 1차 반응식이 적용된다.)
(1) 톨루엔 농도가 10 ppm으로 감소하는 데 걸리는 시간(min)을 구하시오.
(2) 발생이 정지된 뒤 1시간이 지났을 때의 작업장 내 톨루엔 농도(ppm)를 구하시오.
해설
(1) 53.65 min
(2) 8.26 ppm
[해설]
발생이 멈춘 뒤 깨끗한 공기로만 희석하면 농도는 1차 반응식에 따라 지수적으로 줄어든다.
ln(Ct/C0) = −(Q/V)·t
감소상수(분당)
k = Q/V = (0.5 × 60) / 1,000 = 0.03 /min
10 ppm까지 걸리는 시간
t = −ln(10/50) / 0.03
= 1.6094 / 0.03 = 53.65 min
1시간(60 min) 뒤 농도
C = 50 × e−0.03×60 = 50 × e−1.8
= 50 × 0.1653 = 8.26 ppm
혼동 주의: 유입량이 m3/sec로 주어졌으므로 분 단위로 바꾸지 않으면 답이 60배 틀어진다.
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