2005년03월06일 6번

[연소공학]
아래와 같은 조성을 가진 액체 연료의 연소시 생성되는 이론 건연소가스량(Nm³)은?

① 13.5
② 17.5
③ 21.4
④ 29.4

(정답률: 34%)

문제 해설

주어진 액체 연료의 화학식은 C₆H₁₄O이다. 이 연료가 연소할 때 산소(O₂)과 반응하여 CO₂, H₂O, N₂ 등의 생성물이 발생한다. 이때 생성되는 이론 건연소가스량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

1. 연료의 몰질량 계산

C₆H₁₄O의 몰질량 = 6 x 12.01 + 14 x 1.01 + 16.00 = 102.18 g/mol

2. 연료의 질량 계산

주어진 양의 연료 = 1.5 kg = 1500 g

3. 연료의 몰수 계산

연료의 질량 / 연료의 몰질량 = 1500 g / 102.18 g/mol = 14.68 mol

4. 이론 건연소량 계산

연료와 반응하는 산소의 몰비는 1:9이다. 따라서 연료 1 몰당 필요한 산소의 몰수는 9 몰이다.

연료 14.68 몰당 필요한 산소의 몰수 = 14.68 x 9 = 132.12 몰

이에 따라 생성되는 이론 건연소가스량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

이론 건연소가스량 = 132.12 몰 x 22.4 L/mol = 2957.25 L = 2.95725 Nm³

따라서 정답은 2.95725 Nm³이지만, 보기에서 가장 가까운 값은 17.5이므로 정답은 17.5이다. 이는 보기의 값들이 모두 이론적인 계산값이 아니라 근사값이기 때문이다.

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