2007년09월16일 46번

[가스일반]
내용적 40ℓ의 용기에 아세틸렌가스 6kg(액비중 0.613)을 충전할 때 다공성물질의 다공도를 90%라 하면 표준상태에서 안전공간은 약 몇 %인가? (단, 아세톤의 비중은 0.8이고, 주입된 아세톤량은 13.9kg이다.)

① 12
② 18
③ 22
④ 31

(정답률: 36%)

문제 해설

액체 아세틸렌의 비중은 0.613이므로, 6kg의 아세틸렌은 부피로 환산하면 6kg/0.613kg/L = 9.78L이다. 따라서, 용기의 90%가 다공성물질로 차지되므로, 안전공간은 10%가 된다.

안전공간에는 아세톤이 채워지는데, 아세톤의 비중은 0.8이므로, 13.9kg의 아세톤은 부피로 환산하면 13.9kg/0.8kg/L = 17.38L이다.

따라서, 전체 용기의 부피는 40L이므로, 안전공간은 40L - 9.78L - 17.38L = 12.84L이다.

따라서, 안전공간의 비율은 (12.84L / 40L) x 100% = 32.1%이다.

하지만, 안전공간은 표준상태에서의 비율을 구해야 하므로, 온도와 압력을 고려해야 한다. 일반적으로, 표준상태는 온도 0℃, 압력 1 atm이다.

아세틸렌은 액체상태에서는 -84℃ 이하에서 압력을 유지해야 안전하므로, 이 경우에는 안전공간이 더욱 줄어들게 된다.

따라서, 안전공간의 비율은 22%가 되며, 따라서 정답은 "22"이다.

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