9급 국가직 화학공학일반 2017년 기출문제

상온에서 10 kg인 톱밥을 건조오븐에서 5시간 동안 완전 건조 후 무게를 측정하였더니 7.5 kg이었다. 건조 전 중량기준으로 계산한 톱밥의 함수율[%]은?

2 mol %의 에테인(ethane)이 포함된 가스가 20 °C, 15 atm에서 물과 접해 있다. 헨리(Henry)의 법칙이 적용 가능할 때 물에 용해된 에테인의 몰분율은? (단, 헨리 상수는 2.5 × 10⁴ atm / mole fraction으로 가정한다)

액체상태의 물과 벤젠이 층 분리되어 있고 두 성분은 모두 기－액 평형을 이루고 있다. 물과 벤젠을 제외한 다른 성분은 없다고 가정할 때 자유도(degree of freedom)의 수는?

가격이 2억 원인 장치의 수명은 10년이고, 폐장치의 예상가격(salvage value)은 2천만 원이다. 정액법(straight-line method)으로 계산할 때, 이 장치의 5년 후 장부가격(book value)은?

유량계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

정지유체(still fluid) 중에서 낙하하는 입자의 운동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

온도가 일정하게 유지되고 있는 지름 10 cm인 구형(sphere) 열원이 두께가 15 cm이고 열전도도가 0.5 W/m °C인 단열재로 덮여있다. 정상상태에서 전도에 의한 열흐름 속도가 30 W이고, 단열재 외부 표면 온도가 25 °C로 일정하게 유지될 때 열원과 접하고 있는 단열재 내부 표면의 온도[°C]는? (단, π ＝ 3으로 가정한다)

반경(R)이 10 cm인 고체 구(sphere)를 뜨거운 용액에 넣었을 때, 비정상상태에서의 구 내부 온도분포를 다음 그래프를 이용하여 구하고자 한다. 여기서, $\alpha$는 열확산도(thermal diffusivity), $T_0$는 고체 구의 초기 온도, $T_1$은 뜨거운 용액의 온도, $T$는 임의의 시간에서 구 내부의 온도, $r$은 고체 구 중심으로부터의 거리[cm], $t$는 경과시간[s]을 나타낸다. 고체 구의 중심($r$ ＝ 0) 온도가 93.5 °C에 도달할 때 걸리는 시간($t$)은? (단, $\alpha$ ＝ 20 cm²/s, $T_0$ ＝ 50 °C, $T_1$ ＝ 200 °C이고, 용액의 온도변화는 무시하며 구의 표면온도는 용액의 온도와 같다고 가정한다)

복사(radiation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

비중이 1.0이고 점도가 4 cP인 유체를 내경이 8 cm인 파이프를 통해 20 cm/s의 유속으로 흘릴 때 Reynolds 수(Re)는?

액－액 추출에 사용되는 장치가 아닌 것은?

Prandtl 수(Pr)는 이동현상에서 전달되는 두 물리량의 확산도(diffusivity) 비교에 유용한 무차원수 중의 하나이다. Pr가 1보다 클 때의 확산도를 비교한 것으로 옳은 것은?

벤젠 70 mol %, 톨루엔 30 mol %의 혼합액이 100 mol/h의 유량으로 증류탑에 공급된다. 이 혼합액이 벤젠 90 mol %인 탑상제품(top product)과 10 mol %의 탑저제품(bottom product)으로 분리될 때 탑상제품의 유량[mol/h]은?

고체 수평면과 평행으로 흐르는 액체의 유속(u)이 수평면으로부터 y인 위치에서 u[m/s] ＝ 10 y － y²의 분포로 흐르고 있다. 액체의 점도가 0.0015 Pa·s이고 뉴턴의 점성법칙을 따른다고 가정할 때, 평면 위(y ＝ 0)에서 액체의 전단응력[Pa]은?

흡착에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?

ㄱ. 흡착을 이용한 분리는 주로 분자량, 분자모양, 분자극성 등의 차이 또는 기공과 분자간의 크기차를 이용한다.

ㄴ. 화학흡착은 흡착제와 흡착분자간 반데르발스(Van der Waals) 힘 등의 비교적 약한 인력을 가진 가역적인 현상이다.

ㄷ. 흡착제의 요건으로 높은 선택성, 큰 표면적, 내구성 및 내마모성 등이 요구된다.

ㄹ. 랭뮈어(Langmuir) 흡착등온선(adsorption isotherm)은 비가역적 흡착을 설명하는 식이다.

개방된 대형 물탱크에 물이 20 m 높이로 들어있다. 물탱크의 바닥에 면적이 2 cm²인 노즐이 설치되어 있다. 이 노즐을 통한 물의 초기 배출 유량[L/s]은? (단, 모든 마찰 손실은 무시하며, 중력가속도는 10 m/s²로 가정한다)

공업용 반응기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

연속 분별증류탑(continuous fractionating column)에서 메탄올 수용액을 원료로 하여 메탄올 몰분율이 0.7인 탑상제품을 얻었다. 환류비(reflux ratio)가 3일 때 정류부(rectifying section)의 조작선을 나타내는 식은?

A와 B의 2성분계 혼합물(binary mixture)에서 성분 A의 확산이 성분 B의 몰유량(molar flow)과 양이 같으면서 반대방향이 되어 알짜 몰유량(net molar flow)이 없는 경우로 해석될 수 있는 단위조작 공정은?

투석 막(dialysis membrane)을 사이에 두고 액체 B와 액체 C가 각각 흐르고, 성분 A가 투석 막을 통해 액체 B에서 액체 C로 전달된다. 다음의 자료와 같을 때, 물질전달 속도를 가장 크게 증가시킬 수 있는 방법은? (단, 투석 막의 두께 및 면적은 각각 200 μm 및 1 m²이며, 액체 B와 액체 C에서 A의 농도는 각각 5.0 M 및 0.1 M로 일정하게 유지된다)

○ 막에서의 성분 A의 유효확산계수 : 1.0 × 10^-9 m²/s

○ 액체 B쪽에서의 성분 A의 물질전달계수 : 5.0 × 10^-4 m/s

○ 액체 C쪽에서의 성분 A의 물질전달계수 : 2.0 × 10^-4 m/s