7급 국가직 화공열역학 2012년 기출문제

과잉물성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

이상기체로 간주할 수 있는 어떤 낮은 압력에서 온도(T)와 증기압(P^sat) 간의 상관관계가 존재한다. 이때 $\frac{1}{\mathrm{T}}$에 대한 ln P^sat의 변화율이 －3.2라고 하면, 증발잠열(ΔH) [J/mol]은? (단, 기체상수 R ＝ 8.314 J/mol·K이다)

높이 100 m에서 떨어지는 물이 수력발전소의 터빈으로 공급되고 있다. 이 터빈의 효율이 50 %라면 200 W의 형광등을 계속 사용하기 위해서 1분당 터빈으로 공급되어야 하는 물의 양 [kg]은? (단, 중력가속도는 9.8 m/sec²이다)

Carnot 사이클로 작동하는 열기관이 사이클당 300 J의 일을 얻기 위하여 1,050 J의 열을 공급받는다. 저열원의 온도가 27 °C라면, 고열원의 온도 [°C]는?

온도 298 K에서 CO와 CO₂의 생성열이 각각 －111 kJ/mol과 －394 kJ/mol 일 때, CO의 연소열 [kJ/mol]은?

1 몰(mol)의 기체가 포함된 피스톤－실린더 장치에 10 bar의 압력이 가해져 있으며, 실린더의 초기 부피는 1 m³였다. 이후에 등온팽창하여 부피가 2배가 될 때의 가역적인 일의 크기 [kJ]와 외부의 압력이 갑자기 5 bar로 줄면서 부피가 2배가 될 때의 비가역적인 일의 크기 [kJ]는? (단, ln 2는 0.7로 계산한다)

가역적인 일 비가역적인 일

어느 기체의 정용 열용량(C_V) [J/mol·K]이 주어진 온도 T [K]에서 a ＋ 2aT이다. 일정 부피에서 온도가 T₁에서 2T₁으로 변했을 때, 내부에너지 [J/mol]의 변화는? (단, a는 상수이다)

1 기압(atm), 273 K의 이상기체 1 몰(mol)을 등온 가역팽창하여 부피를 2배 증가시킬 경우와 부피를 일정하게 유지하고 온도를 2배 상승시킬 경우의 엔트로피 변화에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 이상기체 1 몰(mol)의 경우 정적 열용량 C_V ＝ 1.5 R로 일정하며, R은 기체상수이다)

0 °C, 1 기압(atm)에 있는 1 몰(mol)의 이상기체를 10 기압(atm)까지 압축할 때, 다음 중 가장 높은 온도에 도달하는 가역과정은?

NH₃와 H₂O의 이성분계에 대하여 0 °C의 온도에서 아래의 기－액 평형 데이터를 얻었다. NH₃의 조성이 15 mol%일 때, NH₃의 활동도계수(activity coefficient)는?

액상에서의 NH3의 조성 [mol%]	기상에서의 NH3의 부분압력 (partial pressure) [psia]
5.0 10.0 15.0 50.0 100.0	0.25 0.50 0.90 19.40 65.00

열기관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

이상기체를 작동유체로 사용하여 고온 $T_H$에서 열량 $|Q_H|$를 흡수하고 저온 $T_C$에서 열량 $|Q_C|$를 방출하는 Carnot 사이클의 압력－부피(P-V)선도에 대한 설명으로 옳은 것은?

일정한 열용량을 갖는 이상기체의 가역단열공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, T는 온도, P는 압력, W는 계가 얻은 일, ΔU는 내부에너지 변화, ϒ ＝ C_P/C_V이다)

상수 δ값에 따라서 다양한 모델을 제공해 주는 폴리트로픽(polytropic)공정은 다음의 실험식으로 정의된다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

PV^δ ＝ 일정

냉동기에 관한 설명으로 옳은 것은?

어떤 순수한 유체의 Gibbs 에너지(G)가 G ＝ f(T) ＋ bP로 주어졌을 때, 정압 열용량(C_p)의 식은? (단, f(T)는 f가 온도(T)의 함수임을 나타내며, b는 상수이고 P는 압력이다)

가장 보편적인 내연기관은 자동차에 이용되는 Otto 기관이다. 이상기체를 가정한 공기표준 Otto 기관의 압력－온도(P-T)선도는?

400 °C의 온도에서 다음과 같은 암모니아 합성반응이 기상에서 진행되어 평형전환율이 10 %였다. 초기에 질소와 수소가 각각 1 몰(mol)씩 존재하였고 같은 온도에서 1 bar의 표준압력일 때 평형상수가 0.42 × 10^－4이라면, 평형에서의 전체 압력 [bar]은? (단, 각 성분의 퓨개시티계수(fugacity coefficient)는 1로 간주한다)

N₂ ＋ 3 H₂ ⇄ 2 NH₃

2 개의 똑같은 유리 용기에 이상기체 A와 B가 각각 채워져 있다. 만약 기체 A의 분자량이 B의 2배이고 A의 밀도가 B의 $\frac{1}{2}$일 때, 같은 온도에서 기체 A와 B의 압력비 $\left(\frac{{\mathrm{P}}_{\mathrm{A}}}{{\mathrm{P}}_{\mathrm{B}}}\right)$는?

50,000 kW급 수증기 터빈 입구에서 엔탈피는 3,400 kJ/kg이고 등엔트로피 과정을 따를 경우 출구에서 엔탈피는 2,100 kJ/kg이다. 등엔트로피 과정을 따르지 않는 터빈의 효율이 75 %일 때, 터빈 출구에서 실제 엔탈피 [kJ/kg]는?