2013년03월10일 25번
[연소공학] 에탄 5Nm3을 완전연소시킬 때 필요한 이론공기량 중 N2의 양은 약 몇 Nm3인가?
- ① 46
- ② 66
- ③ 83
- ④ 103
(정답률: 56%)
문제 해설
에탄(C2H6)의 분자식은 C2H6이며, 완전연소식은 다음과 같습니다.
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
이 식에서 에탄 1 몰에 대해 7/2 몰의 산소가 필요합니다. 따라서 5 Nm3의 에탄을 완전연소시키기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요합니다.
에탄 1 몰 = 30 g
에탄 5 Nm3 = 5 × 28.05 g = 140.25 g
에탄 몰수 = 140.25 g ÷ 30 g/mol = 4.675 mol
산소 몰수 = 7/2 × 4.675 mol = 16.30625 mol
따라서, 이론공기량 중 N2의 양은 다음과 같습니다.
N2 몰수 = (100 - 21) ÷ 79 × 16.30625 mol = 4.365625 mol
N2 양 = 4.365625 mol × 22.4 L/mol = 97.7 Nm3
하지만, 이론적으로는 완전연소가 일어나지 않으므로 실제로는 더 많은 공기가 필요합니다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "66"이 정답입니다.
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
이 식에서 에탄 1 몰에 대해 7/2 몰의 산소가 필요합니다. 따라서 5 Nm3의 에탄을 완전연소시키기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요합니다.
에탄 1 몰 = 30 g
에탄 5 Nm3 = 5 × 28.05 g = 140.25 g
에탄 몰수 = 140.25 g ÷ 30 g/mol = 4.675 mol
산소 몰수 = 7/2 × 4.675 mol = 16.30625 mol
따라서, 이론공기량 중 N2의 양은 다음과 같습니다.
N2 몰수 = (100 - 21) ÷ 79 × 16.30625 mol = 4.365625 mol
N2 양 = 4.365625 mol × 22.4 L/mol = 97.7 Nm3
하지만, 이론적으로는 완전연소가 일어나지 않으므로 실제로는 더 많은 공기가 필요합니다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "66"이 정답입니다.
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