9급 지방직 공무원 서울시 화학공학일반(2019. 6. 15.) 시험일자 : 2019년 6월 15일

1. 1 bar, 100℃의 액상의 물이 같은 온도에서 수증기로 상태의 변화가 있을 때 엔탈피[kJ/kg] 변화량으로 가장 가까운 값은? [단, 1 bar, 100℃ 물과 수증기의 포화상태에서의 비 내부에너지(internal energy)는 각각 420kJ/kg, 2,500kJ/kg이며 수증기는 이상기체(=0.46J/g · K)로 간주한다.]
(정답률: 50%, 8/16)
  • ① 2,080
  • ② 2,252
  • ③ 2,126
  • ④ 2,034

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2. 수소와 질소가 정상상태에서 각각 100mol/min의 같은 유량으로 <보기>와 같이 암모니아를 만드는 반응기에 공급된다. 반응기 밖으로 나오는 암모니아의 유량이 50mol/min이라면 반응기에서 배출되는 기체의 총 유량 [mol/min]은? (단, 조건 이외의 추가 유입물질과 유출 물질은 없다.)
(정답률: 60%, 9/15)
  • ① 200
  • ② 150
  • ③ 100
  • ④ 50

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3. 열역학에서 상태 함수(state function)가 아닌 것은?
(정답률: 58.82%, 10/17)
  • ① 일
  • ② 엔탈피
  • ③ 엔트로피
  • ④ 내부에너지

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4. 어떤 버너가 효율적인 완전 연소를 위해 50% 과잉공기로 운전하도록 설계되었다. 버너에 메탄(CH4)을 30L/min의 유량으로 공급한다면 공급해야할 공기의 유량[L/min]은? (단, 공기 중 산소의 농도는 20mol%로 가정한다.)
(정답률: 66.67%, 8/12)
  • ① 450
  • ② 300
  • ③ 90
  • ④ 60

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5. 관 유동에서 Re(Reynolds number)가 1,600으로 계산 되었다. Fanning 마찰계수(fF)의 값은?
(정답률: 70%, 7/10)
  • ① fF=0.000625
  • ② fF=0.0025
  • ③ fF=0.005
  • ④ fF=0.01

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6. 2성분계 혼합물을 상압에서 정류하고자 한다. 비점에서 정류탑에 공급되는 혼합 용액 중 휘발성 성분의 조성이 60mol%이고, 최소환류비가 0.8로 주어질 때 탑상 제품중 휘발성 성분의 조성(xp)은? (단, 휘발성 성분의 상대휘발도는 2로 일정하다.)
(정답률: 40%, 2/5)
  • ① xp=0.75
  • ② xp=0.81
  • ③ xp=0.87
  • ④ xp=0.93

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7. 총압력 250kPa과 300K의 기체혼합물 1kmol에는 부피비로 20% CH4, 30% C2H6 그리고 50% N2를 포함하고 있다. 이들 기체의 절대속도는 모두 같은 방향(x방향)으로 각각 15m/s, -10m/s 그리고 -5m/s이다. 이 혼합기체의 몰평균 속도(molar average velocity)에 기준한 확산 플럭스 JCH4[mol/m2· s]로 가장 옳은 것은? (단, 기체상수 R=8.31J/mol · K이다.)
(정답률: 33.33%, 2/6)
  • ① 351
  • ② 301
  • ③ 251
  • ④ 201

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8. <보기>의 카르노(Carnot) 엔진 사이클의 PV선도를 TS선도로 바르게 나타낸 것은?
(정답률: 76.92%, 10/13)

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9. 전달함수가 로 주어지는 2차 제어시스템의 비례상수(gain, Kc), 시간상수(time constant, τ)와 감쇠비(damping ratio, δ)는?
(정답률: 0%, 0/1)
  • ① Kc=1/3, τ=1/9, δ=1/2
  • ② Kc=1/9, τ=1/2, δ=1/3
  • ③ Kc=1/3, τ=1/2, δ=1/9
  • ④ Kc=1/9, τ=1/3, δ=1/2

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10. McCabe-Thiele 법으로 증류탑을 설계할 때, 이 탑의 어떤 단(n)에서 조작선의 식을 작도하였더니 <보기>와 같이 y 절편이 이었다. 이 조작선의 기울기(slope)는? (단, RD는 환류비이다.)
(정답률: 100%, 7/7)
  • ① 
  • ② 
  • ④ 1

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11. 90℃에서 80mol% 벤젠과 20mol% 톨루엔이 혼합된 이상 용액이 기-액 평형에 있다고 할 때, 기상에서 톨루엔의 몰분율은? (단, 90℃에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 P*벤젠=900mmHg, P*톨루엔=400mmHg이다.)
(정답률: 62.5%, 5/8)
  • ① 0.1
  • ② 0.3
  • ③ 0.7
  • ④ 0.9

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12. 뉴턴 유체(Newtonian fluid)가 단면적이 0.1m2인 원통형 관을 통해 층류(laminar flow)로 흐르고 있다. 이 유체의 최대 유속(maximum velocity)이 6cm/s일 때, 부피 유량[cm3/s]은?
(정답률: 40%, 2/5)
  • ① 300
  • ② 600
  • ③ 3,000
  • ④ 6,000

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13. <보기>와 같은 특징을 갖는 피드백제어기는?
(정답률: 60%, 3/5)
  • ① 비례 제어기
  • ② 비례-적분 제어기
  • ③ 비례-미분 제어기
  • ④ 비례-적분-미분 제어기

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14. Prandtl수(Pr)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
(정답률: 50%, 3/6)
  • ① Pr은 운동량확산계수에 대한 열확산계수의 비이다.
  • ② Pr이 1보다 클 때 유체동역학적 층은 열경계 층보다 얇다.
  • ③ 기체의 점도와 열확산계수는 온도에 따라 같은 율로 증가되기 때문에 기체의 Pr은 온도에 거의 무관하다.
  • ④ 액상금속의 경우 기체나 액체에 비해 매우 높은 Pr을 갖는다.

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15. 5질량(wt)%의 NaOH 수용액 100g을 20질량(wt)%의 수용액으로 만들려고 한다. 증발된 물의 양[mol]으로 가장 가까운 것은? (단, NaOH과 물의 몰질량은 각각 40g/mol과 18g/mol이다.)
(정답률: 50%, 8/16)
  • ① 75
  • ② 25
  • ③ 4.2
  • ④ 1.4

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16. 기초반응(elementary reaction)인 A→B 반응을 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 진행하여 얻은 반응물 A의 전화율은 60%이다. 동일한 조건에서 같은 크기의 플러그흐름반응기(PFR)에서 진행할 경우, 반응물 A의 전화율은? (단, e-1.5=0.223으로 계산한다.)
(정답률: 0%, 0/1)
  • ① 22.3%
  • ② 33.3%
  • ③ 66.7%
  • ④ 77.7%

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17. 비중이 1이고 점도가 1cP인 물이 내부 지름 2cm의 관속을 1m/s의 속도로 흐를 때 Re(Reynolds number)는?
(정답률: 40%, 2/5)
  • ① 2
  • ② 20
  • ③ 2,000
  • ④ 20,000

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18. 열교환기에서 유체가 관다발에 직각으로 흐르는 흐름 형태는?
(정답률: 100%, 6/6)
  • ① 향류흐름
  • ② 교차흐름
  • ③ 병류흐름
  • ④ 다중통과흐름

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19. 높이 2m, 지름 2m인 원통형 탱크에 깊이 1m까지 물이 차 있다. 탱크 위에 지름 cm의 관을 접속시켜서 평균 유속 m/s로 들여보낸다면 탱크를 채우는 데 걸리는 시간은?
(정답률: 25%, 4/16)
  • ① 314초
  • ② 31,400초
  • ③ 3,140초
  • ④ 10,000초

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20. 각 성분의 생성 Gibbs에너지( )가 <보기>와 같다면 298K에서 메탄가스(CH4)의 연소반응에 대한 반응 Gibbs에너지(reaction Gibbs energy, 및 이 반응의 자발성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
(정답률: 50%, 7/14)
  • ① =-817kJ/mol, 자발적인 반응
  • ② =-817kJ/mol, 비자발적인 반응
  • ③ =817kJ/mol, 자발적인 반응
  • ④ =817kJ/mol, 비자발적인 반응

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