2021년05월15일 3번

[연소공학]
프로판(C₃H₈) 및 부탄(C₄H₁₀)이 혼합된 LPG를 건조공기로 연소시킨 가스를 분석하였더니 CO₂ 11.32%, O₂ 3.76%, N₂ 84.92% 의 부피 조성을 얻었다. LPG 중의 프로판의 부피는 부탄의 약 몇 배인가?

① 8배
② 11배
③ 15배
④ 20배

(정답률: 56%)

문제 해설

LPG를 연소시키면 CO₂, O₂, N₂ 등의 가스가 생성된다. 이 가스의 부피 조성을 분석하여 LPG의 구성 성분을 알아낼 수 있다. 이 문제에서는 CO₂ 11.32%, O₂ 3.76%, N₂ 84.92%의 부피 조성을 가지는 가스가 생성되었다고 한다.

LPG는 프로판과 부탄으로 이루어져 있으므로, 이 가스의 부피 조성을 이용하여 프로판과 부탄의 비율을 구할 수 있다. 우선, CO₂와 O₂는 연소 과정에서 생성되는 가스이므로, 이들 가스의 부피 비율은 연소에 사용된 LPG의 구성 비율과 같다. 따라서, CO₂와 O₂의 부피 비율을 더하면, LPG의 구성 비율을 구할 수 있다.

CO₂와 O₂의 부피 비율은 각각 11.32%와 3.76%이므로, 이를 더하면 15.08%가 된다. 이 값은 LPG의 구성 비율과 같으므로, 프로판과 부탄의 비율은 각각 15.08%와 (100-15.08)%인 84.92%가 된다.

따라서, LPG 중의 프로판의 부피는 부탄의 부피의 15.08%이다. 이를 계산하면, 프로판의 부피는 부탄의 부피의 약 11배가 된다. 따라서, 정답은 "11배"이다.

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