화공기사(구) 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2020년08월22日 30번

[단위조작 및 화학공업양론]
20℃, 740 mmHg에서 N2 79 mol%, O2 21 mol% 공기의 밀도(g/L)는?

  • ① 1.17
  • ② 1.23
  • ③ 1.35
  • ④ 1.42
(정답률: 60%)

문제 해설

공기의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

공기의 분자량 = (N2 분자량 × N2 몰 분율) + (O2 분자량 × O2 몰 분율)
= (28 g/mol × 0.79) + (32 g/mol × 0.21)
= 28.56 g/mol

가스 상태 방정식을 이용하여 밀도를 계산하면 다음과 같습니다.

PV = nRT
m/V = (n × 분자량) / V
m/V = (P × 분자량) / (RT)

여기서, P = 740 mmHg, T = 20℃ + 273.15 = 293.15 K, R = 0.08206 L·atm/(mol·K)

m/V = (740 mmHg × 1 atm/760 mmHg × 28.56 g/mol) / (0.08206 L·atm/(mol·K) × 293.15 K)
m/V = 1.17 g/L

따라서, 공기의 밀도는 1.17 g/L입니다.

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