2003년10월05일 13번
[대기오염방지] 프로판(C3H8) 1Sm3이 연소하는데 필요한 이론 공기량 (Sm3)은?
- ① 1
- ② 5
- ③ 22.4
- ④ 23.8
(정답률: 26%)
문제 해설
프로판(C3H8)의 분자량은 44g/mol입니다. 따라서 1mol의 프로판이 연소할 때 필요한 이론 공기량은 다음과 같습니다.
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
1mol : 5mol → 3mol : 4mol
프로판 1mol에 대해 산소 5mol이 필요하므로, 1Sm3의 프로판에 대해 필요한 이론 공기량은 다음과 같습니다.
1Sm3 : 5Sm3 → x : 5x
x = 1/5Sm3
하지만 연소 반응에서 생성된 이산화탄소와 수증기는 기체로 존재하므로, 이들 기체의 부피도 고려해야 합니다. 이산화탄소와 수증기의 부피는 각각 1mol당 22.4L입니다. 따라서 1mol의 프로판이 연소할 때 생성되는 이산화탄소와 수증기의 부피는 다음과 같습니다.
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
1mol : 5mol → 3mol : 4mol
1mol의 이산화탄소 부피 = 3mol x 22.4L/mol = 67.2L
1mol의 수증기 부피 = 4mol x 22.4L/mol = 89.6L
따라서 1mol의 프로판이 연소할 때 생성되는 기체의 총 부피는 다음과 같습니다.
1mol의 이론 부피 + 1mol의 이산화탄소 부피 + 1mol의 수증기 부피 = 1/5Sm3 + 67.2L + 89.6L
= 1/5Sm3 + 156.8L
따라서 1Sm3의 프로판이 연소할 때 필요한 이론 공기량은 다음과 같습니다.
1Sm3 : 5Sm3 → x : 5x
x = (1/5Sm3 + 156.8L)/5 = 23.8Sm3
따라서 정답은 "23.8"입니다.
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
1mol : 5mol → 3mol : 4mol
프로판 1mol에 대해 산소 5mol이 필요하므로, 1Sm3의 프로판에 대해 필요한 이론 공기량은 다음과 같습니다.
1Sm3 : 5Sm3 → x : 5x
x = 1/5Sm3
하지만 연소 반응에서 생성된 이산화탄소와 수증기는 기체로 존재하므로, 이들 기체의 부피도 고려해야 합니다. 이산화탄소와 수증기의 부피는 각각 1mol당 22.4L입니다. 따라서 1mol의 프로판이 연소할 때 생성되는 이산화탄소와 수증기의 부피는 다음과 같습니다.
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
1mol : 5mol → 3mol : 4mol
1mol의 이산화탄소 부피 = 3mol x 22.4L/mol = 67.2L
1mol의 수증기 부피 = 4mol x 22.4L/mol = 89.6L
따라서 1mol의 프로판이 연소할 때 생성되는 기체의 총 부피는 다음과 같습니다.
1mol의 이론 부피 + 1mol의 이산화탄소 부피 + 1mol의 수증기 부피 = 1/5Sm3 + 67.2L + 89.6L
= 1/5Sm3 + 156.8L
따라서 1Sm3의 프로판이 연소할 때 필요한 이론 공기량은 다음과 같습니다.
1Sm3 : 5Sm3 → x : 5x
x = (1/5Sm3 + 156.8L)/5 = 23.8Sm3
따라서 정답은 "23.8"입니다.
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