[7급 국가직 화공열역학 2022년 12번]

그림과 같이 메테인(CH₄)을 20 %의 과잉 산소를 사용하여 도달할 수 있는 최고 온도 조건에서 연소시킬 때, 과정별 엔탈피 변화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 시스템 전체의 운동에너지 및 위치에너지 변화는 무시할 수 있으며, 축일(shaft work)은 없다)

1. ①문제에 주어진 메테인 연소 반응에서 도달할 수 있는 최고 온도를 얻기 위한 조건은 단열적으로 반응이 완결되는 것이다.
2. ②$\Delta H_{298}^0=\Delta H_{f298,{\mathrm{CO}}_2}^0+2\Delta H_{f298,{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^0-\Delta H_{f298,{\mathrm{CH}}_4}^0$ $-2\Delta H_{f298,{\mathrm{O}}_2}^0$로 정의된다.
   (단, $\Delta H_{f298,i}^0$는 298.15 K에서 반응에 참여하는 성분 $i$의 표준 생성 엔탈피이다)
3. ③$\Delta H_{\mathrm{P}}^0={\left({\sum }_i^{}{n}_i⟨C_{P,i}^0{⟩}_H\right)}_{\mathrm{P}}(T-298.15)$ $-{\left({\sum }_i^{}{n}_i⟨C_{P,i}^0{⟩}_H\right)}_{\mathrm{R}}(T-298.15)$이다.
   (단, $⟨C_{P,i}^0{⟩}_H$는 엔탈피를 계산할 때 주어진 온도 구간에서 성분 $i$의 평균 열용량이다. 아래첨자인 P와 R은 생성물과 반응물을 의미한다)
4. ④$\Delta H_{298}^0=-\Delta H_{\mathrm{P}}^0$이다.

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출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음)