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2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 화공열역학 가책형 기출문제

2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 화공열역학 가책형 20문항 중 12문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 8문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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  1. 1번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  2. 2번
    오토(Otto) 사이클에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①불꽃 점화 왕복기관의 이상적인 사이클이다.
    2. ②2개의 등엔트로피 과정과 2개의 가역 등압과정으로 구성되어 있다.
    3. ③작동 유체의 열용량의 비(C_{{p}} / C_{{v}} \,)가 증가하면 열효율은 증가한다.
    4. ④열효율은 기관의 압축비에 의존한다.
  3. 3번
    난방장치에서 4kgmin-1의 질량유속으로 흐르는 7°C의 차가운 외부공기가 3kgmin-1의 질량유속으로 흐르는 70°C의 가열된 공기와 단열적으로 혼합된다. 이때 혼합기의 출구온도[°C]는? (단, 공기의 열용량은 모든 온도에서 일정하다)
    1. ①34
    2. ②38
    3. ③43
    4. ④45
  4. 4번
    기체의 냉각 및 액화 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①상압에서 수증기를 냉각하면 액화시킬 수 있다.
    2. ②단열 팽창과정을 거쳐 냉각시킬 수 있다.
    3. ③Claude 액화공정이 Linde 액화공정보다 효율적이다.
    4. ④Joule－Thomson 계수가 음의 값을 갖는 조건에서 조름공정(throttling)을 통해 냉각시킬 수 있다.
  5. 5번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  6. 6번
    1bar, 60°C에 있는 분자량이 100gmol-1이고 끓는점이 100°C인 액체 100g을 1bar하에서 가열하여 모두 120°C의 기체로 만들었다. 이때 총 40kJ의 열이 필요하였다면 이 액체의 증발잠열[Jmol-1]은? (단, 액체열용량 C_{{p}}^{{\, \, l}}[Jmol-1°C-1]＝40＋2t[°C]이고, 기체열용량 C_{{p}}^{{\, \, v}}[Jmol-1°C-1]＝60＋4t[°C]이다)
    1. ①20,000
    2. ②21,000
    3. ③22,000
    4. ④23,000
  7. 7~8번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  8. 9번
    닫힌 계의 이상기체가 T1, P1의 온도[K], 압력 조건을 갖는 표준상태에서 2T1, 2P1의 상태로 가역적으로 변하였을 때, 엔트로피의 변화는? (단, T는 온도[K], R은 기체상수이며, 이상기체의 정압열용량 C_{{p}}^{{\, ig}}＝aT＋2bT2이고 a와 b는 양의 상수이다)
    1. ①－Rln2
    2. ②0
    3. ③aT1＋3bT12－Rln2
    4. ④aT1＋3bT12
  9. 10번
    밀도가 매우 작은 경우에 압축인자(compressibility factor)가 이상기체의 값인 1에 수렴하는 상태방정식은? (단, R은 기체상수이며, a와 b는 양의 상수이다)
    1. ①P = \frac{{RT}}{{V - b}} - \frac{{a}}{{V}}
    2. ②P = \frac{{RT}}{{\left( V - b \right)^{{2}}}} - \frac{{a}}{{V}}
    3. ③P = \frac{{RT}}{{V \left( V - b \right)}} - \frac{{a}}{{V^{{2}}}}
    4. ④P = \frac{{RT}}{{V}} - \frac{{a}}{{V^{{2}}}}
  10. 11번
    단열계에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, T는 온도, V는 부피이며, C_{{p}}와 C_{{v}}는 각각 정압열용량과 정적열용량이고 \gamma = \frac{{C_{{p}}}}{{C_{{v}}}}이다)
    1. ①모두 등엔트로피(isentropic) 상태이다.
    2. ②열과 일이 출입하지 못한다.
    3. ③닫힌 계에만 적용된다.
    4. ④이상기체는 ‘TV \, \,^{{\, \gamma \, - 1}}＝일정’의 관계를 따른다.
  11. 12번
    기체와 액체의 열역학적 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①Clapeyron식을 사용하여 증발잠열을 구하기 위해서는 포화액체 및 포화증기의 몰부피 데이터가 필요하다.
    2. ②기체의 경우에 일정압력에서의 열용량은 일정부피에서의 열용량보다 항상 크거나 같다.
    3. ③닫힌 계에서 완전 비압축성 물질의 내부에너지는 온도에만 의존한다.
    4. ④Joule－Thomson 계수는 엔탈피가 일정한 과정에서 온도변화에 따른 압력의 변화이다.
  12. 13~14번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  13. 15번
    595K에서 몰부피가 2Lmol-1인 벤젠 기체의 압력(P)은 Redlich-Kwong 상태방정식으로부터 P＝21.4bar로 계산되었다. 이상기체 상태방정식을 적용하여 계산된 벤젠 기체의 압력을 Pideal이라고 할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 기체상수 R＝0.08atmLmol-1K-1이다)
    1. ①P＜Pideal이며, 분자 간 밀치는 힘이 이상기체보다 우세하다.
    2. ②P＞Pideal이며, 분자 간 밀치는 힘이 이상기체보다 우세하다.
    3. ③P＜Pideal이며, 분자 간 당기는 힘이 이상기체보다 우세하다.
    4. ④P＞Pideal이며, 분자 간 당기는 힘이 이상기체보다 우세하다.
  14. 16번
    24atm, 300K으로 압축된 이상기체 10L를 가역적으로 0.5atm, 100K으로 단열팽창시켰을 때, 얻어질 일(W)의 양( W \, \, )은? (단, 기체상수 R＝0.08atmLmol-1K-1이며, 이 과정에서 이상기체의 정적열용량 Cv＝20Jmol-1K-1로 간주한다)
    1. ①10kJ
    2. ②20kJ
    3. ③30kJ
    4. ④40kJ
  15. 17번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  16. 18번
    가역 압축기로 비열이 일정한 이상기체를 압축하는 정상상태 흐름공정이 등온압축(PV＝일정), 폴리트로픽압축(PVn＝일정), 단열압축(PVm＝일정)인 각각의 경우에 대해 공정에 필요한 일(W)의 양( W \, \, )이 적은 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은? (단, P는 압력, V는 부피이고, 1＜n＜m이며, 각 공정의 압력범위는 동일하고, 운동에너지와 위치에너지 변화는 무시한다)
    1. ①등온압축, 폴리트로픽압축, 단열압축
    2. ②폴리트로픽압축, 단열압축, 등온압축
    3. ③단열압축, 등온압축, 폴리트로픽압축
    4. ④등온압축, 단열압축, 폴리트로픽압축
  17. 19번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  18. 20번
    300K의 물 1g에 대한 \left( \frac{{Partial H}}{{Partial P}} \right)_{{T}}의 계산값[cm3]은? (단, 300K에서 물의 \left( \frac{{Partial V}}{{Partial T}} \right)_{{P}} \,＝2×10-4cm3K-1이고, 밀도는 1gcm-3이며, H는 엔탈피, P는 압력, T는 온도, V는 부피이다)
    1. ①0.94
    2. ②0.99
    3. ③1.06
    4. ④1.24