2010년05월09일 66번
[생물분리공학] 혼합물의 분리에 필요한 에너지가 혼합물의조성에 따를 때 25℃에서 1mol의 2성분계 혼합물을 분리하는데 필요한 최대에너지는 몇 J인가? (단, 분리계는 최대의 열역학적 분리효율을 가지고 있고 이상기체상수는 8.31JK-1mol-1이다.)
- ① 716
- ② 1716
- ③ 2716
- ④ 3716
(정답률: 62%)
문제 해설
분리에 필요한 에너지는 Gibbs 자유에너지 변화량 ΔG와 관련이 있다. ΔG는 ΔH - TΔS로 표현할 수 있는데, 여기서 ΔH는 엔탈피 변화량, T는 온도, ΔS는 엔트로피 변화량이다.
분리에 필요한 최대 에너지는 ΔG가 최소가 되는 경우이다. ΔG가 최소가 되기 위해서는 ΔH는 음수이고 ΔS는 양수여야 한다.
따라서, 2성분계 혼합물을 분리하는데 필요한 최대 에너지는 ΔG = ΔH - TΔS의 최소값인데, 이는 ΔS가 양수이므로 ΔH가 작을수록 작아진다.
따라서, 보기에서 ΔH가 가장 작은 값인 "1716"이 정답이다.
분리에 필요한 최대 에너지는 ΔG가 최소가 되는 경우이다. ΔG가 최소가 되기 위해서는 ΔH는 음수이고 ΔS는 양수여야 한다.
따라서, 2성분계 혼합물을 분리하는데 필요한 최대 에너지는 ΔG = ΔH - TΔS의 최소값인데, 이는 ΔS가 양수이므로 ΔH가 작을수록 작아진다.
따라서, 보기에서 ΔH가 가장 작은 값인 "1716"이 정답이다.
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