2006년05월14일 62번
[전기 및 화학설비위험방지기술] 혼합가스 용기에 전체압력이 10기압, 0℃에서 몰비로 수소 20%, 산소 30%, 질소 50%가 채워져 있을 때, 수소가 차지하는 부피는 몇 L 인가? (단, 표준상태는 0℃, 1기압 이다.)
- ① 0.448 L
- ② 0.672 L
- ③ 2.24 L
- ④ 1.12 L
(정답률: 27%)
문제 해설
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진행 상황
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n = PV/RT
여기서 P는 전체압력, V는 부피, R은 기체상수(8.31 J/mol·K), T는 절대온도(273 K)이다.
각 기체의 몰수는 전체 몰수에서 몰비를 곱한 값이다.
n(H2) = 0.2n
n(O2) = 0.3n
n(N2) = 0.5n
각 기체의 체적은 다음과 같다.
V(H2) = n(H2)RT/P
V(O2) = n(O2)RT/P
V(N2) = n(N2)RT/P
따라서 수소가 차지하는 부피는 다음과 같다.
V(H2) = n(H2)RT/P = 0.2nRT/P = 0.2PV/RT = 0.2V
여기서 P는 전체압력이므로 10기압이다. 따라서 수소가 차지하는 부피는 다음과 같다.
V(H2) = 0.2V = 0.2 × 1/10 = 0.02 L
즉, 수소가 차지하는 부피는 0.02 L이다.