2019년04월27日 91번
[반응공학] 0차 균질 반응이 -rA=10-3mol/Lㆍs로 플러그흐름 반응기에서 일어난다. A의 전환율이 0.9이고, CAO=1.5mol/L일 때 공간시간은 몇 초인가? (단, 이 때 용적 변화율은 일정하다.)
- ① 1300
- ② 1350
- ③ 1450
- ④ 1500
(정답률: 57%)
문제 해설
연도별
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진행 상황
0 오답
0 정답
V/(-rA) = τ
여기서 V는 용기의 부피, τ는 공간시간이다. 용적 변화율이 일정하므로 V/τ = F0이다. 따라서,
F0 = V/τ = V/(-rA) x (1/0.9) x (1/CAO)
여기서 F0은 플러그흐름 반응기에서의 용적 변화율이다. 따라서,
F0 = 1.5 L / min
이다. 이 값을 이용하여 V/(-rA)를 계산하면,
V/(-rA) = F0 / (1/0.9) x (1/CAO) = 1.5 L / min / 0.9 / 1.5 mol/L = 1.1111... L/mol
따라서,
τ = V/(-rA) = 1.1111... L/mol / 10-3 mol/Lㆍs = 1111.1... s/mol
전환율이 0.9이므로, A의 몰농도는 처음에 CAO였으므로, 반응이 일어난 시간 t 후의 A의 몰농도는
CA = CAO x (1 - X) = 1.5 mol/L x (1 - 0.9) = 0.15 mol/L
이다. 따라서, t = τ x X = 1111.1... s/mol x 0.1 = 111.1... s이다. 이 값을 100으로 나누어서 반올림하면 111.1... s는 1.1 min이 된다. 따라서, 공간시간은 1.1 min x 60 s/min = 66 s이다. 따라서, 정답은 "1300"이 아니라 "1350"이다.