2021년05월15日 82번

[반응공학]
일정한 온도로 조작되고 있는 순환비가 3인 순환 플러그흐름반응기에서 1차 액체반응(A→R)이 40%까지 전화되었다. 만일 반응계의 순환류를 폐쇄시켰을 경우 변경되는 전화율(%)은? (단, 다른 조건은 그대로 유지한다.)

① 0.26
② 0.36
③ 0.46
④ 0.56

(정답률: 34%)

문제 해설

순환비가 3이므로, 반응기 내부의 액체가 한 번 순환하는 데 걸리는 시간은 반응기 부피를 순환비로 나눈 값인 1/3 시간이다. 따라서, 반응기 내부의 액체가 1번 순환하는 동안 반응이 일어나는 양은 전체 반응물 중 1/3 만큼이다.

따라서, 반응이 40%까지 진행되었다는 것은 전체 반응물 중 40%가 반응하여 생성물로 변환되었다는 것이므로, 반응기 내부의 액체 중 40%가 생성물로 변환되었다는 것이다.

반응기 내부의 액체 중 40%가 생성물로 변환되었으므로, 반응기 내부의 액체 중 60%가 반응물로 남아있다. 이제 반응기의 순환류를 폐쇄시키면, 새로운 반응물이 반응기 내부로 유입되지 않으므로, 반응이 진행되지 않는다. 따라서, 반응기 내부의 액체 중 60%가 생성물로 변환되지 않은 채로 남아있게 된다.

따라서, 변경되는 전화율은 (40-60)/60 = -0.33 = -33% 이다. 하지만, 이는 반응이 진행되는 시간이 무한히 길어질 때의 전화율이므로, 반응기 내부의 액체가 한 번 순환하는 데 걸리는 시간을 곱해줘야 한다. 따라서, 변경되는 전화율은 -33% × 3 = -99% 이다.

하지만, 문제에서는 전화율의 절댓값을 구하는 것이므로, 최종적으로 변경되는 전화율은 99% 이다. 따라서, 정답은 0.46이 아닌 0.56이다.

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2021년05월15日 82번

[반응공학] 일정한 온도로 조작되고 있는 순환비가 3인 순환 플러그흐름반응기에서 1차 액체반응(A→R)이 40%까지 전화되었다. 만일 반응계의 순환류를 폐쇄시켰을 경우 변경되는 전화율(%)은? (단, 다른 조건은 그대로 유지한다.)

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일정한 온도로 조작되고 있는 순환비가 3인 순환 플러그흐름반응기에서 1차 액체반응(A→R)이 40%까지 전화되었다. 만일 반응계의 순환류를 폐쇄시켰을 경우 변경되는 전화율(%)은? (단, 다른 조건은 그대로 유지한다.)