2005년03월20일 56번
[대기오염방지기술] 다음 중 분자식 CxHy로 표시되는 탄화수소 1Nm3를 완전연소 하는데 필요한 이론 공기량은? (단, 공기중의 산소는 21% 이다.)
- ① 3.76x + 1.06y Nm3
- ② 4.76x + 1.19y Nm3
- ③ 5.86x + 1.30y Nm3
- ④ 6.36x + 1.26y Nm3
(정답률: 알수없음)
문제 해설
탄화수소를 완전연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
여기서 x와 y는 각각 탄소와 수소의 개수를 나타냅니다. 이 반응식에서 탄화수소 1 Nm3를 연소시키기 위해서는 x몰의 CO2와 y/2몰의 H2O가 생성되어야 합니다. 이때 필요한 산소의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
1 Nm3의 탄화수소가 생성하는 CO2의 몰수 = x 몰
1 Nm3의 탄화수소가 생성하는 H2O의 몰수 = y/2 몰
따라서 이 반응에서 필요한 산소의 몰수는 다음과 같습니다.
필요한 산소의 몰수 = x + y/4 몰
공기는 약 21%의 산소와 79%의 질소로 이루어져 있으므로, 이론 공기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
이론 공기량 = (x + y/4) / 0.21
이를 정리하면 다음과 같은 식이 나옵니다.
이론 공기량 = 4.76x + 1.19y Nm3
따라서 정답은 "4.76x + 1.19y Nm3"입니다.
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
여기서 x와 y는 각각 탄소와 수소의 개수를 나타냅니다. 이 반응식에서 탄화수소 1 Nm3를 연소시키기 위해서는 x몰의 CO2와 y/2몰의 H2O가 생성되어야 합니다. 이때 필요한 산소의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
1 Nm3의 탄화수소가 생성하는 CO2의 몰수 = x 몰
1 Nm3의 탄화수소가 생성하는 H2O의 몰수 = y/2 몰
따라서 이 반응에서 필요한 산소의 몰수는 다음과 같습니다.
필요한 산소의 몰수 = x + y/4 몰
공기는 약 21%의 산소와 79%의 질소로 이루어져 있으므로, 이론 공기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
이론 공기량 = (x + y/4) / 0.21
이를 정리하면 다음과 같은 식이 나옵니다.
이론 공기량 = 4.76x + 1.19y Nm3
따라서 정답은 "4.76x + 1.19y Nm3"입니다.
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