2019년04월27일 38번

[연소공학]
CH₄:30%, C₂H₆:30%, C₃H₈:40%인 혼합가스의 폭발범위로 가장 적합한 것은? (단, 르샤틀리에의 식 적용)

① 약 2.9~11.6%
② 약 3.7~13.8%
③ 약 4.9~14.6%
④ 약 5.8~15.4%

(정답률: 59%)

문제 해설

르샤틀리에의 식은 연소가스의 화학식과 공기의 화학식을 이용하여 폭발범위를 계산하는 식입니다. 식은 다음과 같습니다.

(0.21/O₂ + 0.79/N₂) × (V_연소가스 + 3.76V_공기) / (V_공기 + V_연소가스)

여기서 V_연소가스는 연소가스의 체적, V_공기는 공기의 체적을 나타냅니다. 이 식을 이용하여 각 보기의 폭발범위를 계산해보면 다음과 같습니다.

- 약 2.9~11.6%: (0.21/2O₂ + 0.79/2N₂) × (0.3 + 3.76×0.7) / (0.7 + 0.3) = 0.044 ~ 0.174
- 약 3.7~13.8%: (0.21/2O₂ + 0.79/2N₂) × (0.3×2 + 3.76×0.7) / (0.7×2 + 0.3) = 0.058 ~ 0.218
- 약 4.9~14.6%: (0.21/2O₂ + 0.79/2N₂) × (0.3×3 + 3.76×0.7) / (0.7×3 + 0.3) = 0.072 ~ 0.262
- 약 5.8~15.4%: (0.21/2O₂ + 0.79/2N₂) × (0.3×4 + 3.76×0.7) / (0.7×4 + 0.3) = 0.086 ~ 0.298

따라서, 가장 적합한 폭발범위는 약 2.9~11.6%입니다.

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