2009년03월01일 10번

[연소공학]
탄소 84%, 수소 13%, 유황 2%의 조성으로 되어 있는 경유의 이론공기량은 약 몇 Nm³/kg인가?

① 8
② 9
③ 10
④ 11

(정답률: 61%)

문제 해설

경유의 화학식은 C₁₂H₂₃SO 이므로 분자량은 12×12 + 23×1 + 32 + 16 = 184 g/mol 이다. 따라서 1 kg의 경유는 1000 g / 184 g/mol = 5.43 mol 이다.

이론공기량은 연소에 필요한 공기량을 의미하므로, 경유 1 kg을 연소시키기 위해 필요한 산소량을 계산해야 한다. 경유 1 몰당 필요한 산소량은 C₁₂H₂₃SO + 18.5(O₂ + 3.76N₂) → 12CO₂ + 11H₂O + SO₂ + 70.84N₂ 반응식에서 알 수 있다. 이 반응식에서 C₁₂H₂₃SO 1 몰당 필요한 O₂의 몰수는 18.5 몰이다.

따라서 경유 1 kg을 연소시키기 위해 필요한 O₂의 몰수는 5.43 mol × 18.5 mol/mol = 100.4 mol 이다. 이에 따라 필요한 이론공기량은 100.4 mol × (1 + 3.76) × 22.4 L/mol = 10,990 L = 10.99 Nm³ 이다.

따라서 정답은 "11" 이다.

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