화공기사(2015. 9. 19.) 시험일자 : 2015년 9월 19일
1과목 : 화공열역학
1. 과열상태의 증기가 150psia, 500℉에서 노즐을 통하여 30psia로 팽창한다. 이 과정이 단열, 가역적으로 진행하여 평형을 유지한다고 할 때 노즐의 출구에서의 증기상태는 어떠한지 알고자 한다. 다음 설명 중 틀린 것은?
- ① 엔트로피 변화는 없다.
- ② 수증기표(steam table)를 이용한다.
- ③ 몰리에 선도를 이용한다.
- ④ 기체인지 액체인지는 알 수 없다.
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2. 다음 도표 상의 점 A로부터 시작되는 여러 경로 중 액화가 일어나지 않는 공정은?
- ① A → (1)
- ② A → (2)
- ③ A → (3)
- ④ A → B → A' → (3')
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3. 다음 T-S 선도에서 건도 x인 (1)에서의 습증기 1kg당 엔트로피는 어떻게 표시되는가? (단, 건도 x는 습증기 중 증기의 질량분율이고 V는 증기, L은 액체를 나타낸다.)
- ① SV+x(SV-SL)
- ② SL+xSV
- ③ SVx+SL(1-x)
- ④ SLx+SV(1-x)
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4. 3성분계의 기-액 상평형 계산을 위하여 필요한 최소의 변수의 수는 몇 개인가? (단, 반응이 없는 계로 가정한다.)
- ① 1개
- ② 2개
- ③ 3개
- ④ 4개
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5. 열의 일당량을 옳게 나타낸 것은?
- ① 427kgfㆍm/kcal
- ②
- ③ 427kglㆍm/kgf
- ④
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6. 화학반응의 평형상수 K의 정의로부터 다음의 관계식을 얻을 수 있을 때 이 관계식에 대한 설명중 틀린 것은?
- ① 온도에 대한 평형상수의 변화를 나타낸다.
- ② 발열반응에서는 온도가 증가하면 평형상수가 감소함을 보여준다.
- ③ 주어진 온도구간에서 △H°가 일정하면 lnK를 T의 함수로 표시했을 때 직선의 기울기가 이다.
- ④ 화학반응의 △H°를 구하는 데 사용할 수 있다.
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7. 기호의 의미가 다음과 같을 때 수식의 설명으로 옳은 것은?
- ① 증기가 이상기체라면 이다.
- ② 이상용액인 경우 이다.
- ③ 루이스-랜덜의 법칙(Lewis-Randal의 rule)에서 이다.
- ④ 라울의 법칙은 이다.
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8. 가역단열 과정은 다음 중 어느 과정과 같은가?
- ① 등엔탈피 과정
- ② 등엔트로피 과정
- ③ 등압 과정
- ④ 등온 과정
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9. 727℃에서 다음 반응의 평형압력 KP=1.3atm 이다. CaCO3(s) 30g을 10L 부피의 용기에 넣고 727℃로 가열하여 평형에 도달하게 하였다. CO2가 이상기체방정식을 만족시킨다고 할 때 평형에서 반응하지 않은 CaCO3(s)의 몰%는 얼마인가? (단, CaCO3의 분자량은 100이다.)
- ① 12%
- ② 17%
- ③ 24%
- ④ 47%
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10. 비흐름 가역과정에서 압축(또는 수축)에 의한 일이 없다고 가정할 때 이상기체의 내부에너지에 관한 설명으로 옳은 것은?
- ① 내부에너지는 압력만의 함수이다.
- ② 내부에너지는 온도만의 함수이다.
- ③ 내부에너지는 부피만의 함수이다.
- ④ 내부에너지는 온도 및 압력만의 함수이다.
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11. 퓨개시티(fugacity)에 관한 설명 중 틀린 것은? (단, Gi는 성분 i의 깁스 자유에너지, f는 퓨개시티이다.)
- ① 이상기체의 압력 대신 비이상기체에서 사용된 새로운 함수이다.
- ② 에서 P대신 퓨개시티를 쓰면 이 식은 실제기체에 적용할 수 있다.
- ③ 의 등식이 성립된다.
- ④ 압력과 같은 차원을 갖는다.
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12. 다음 중 이상용액의 성질은? (단, : 용액 중 성분 i의 퓨개시티계수, : 성분 i의 활동도계 수, : 표준상태에서 이상기체 i의 퓨개시티, : 표준상태에서 용액 중 성분 i의 퓨개시티, xi: 성분 i의 액상 몰분율이다.)
- ①
- ②
- ③
- ④
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13. 120℃와 30℃ 사이에서 Carnot 증기기관이 작동하고 있을 때 1,000J의 일을 얻으려면 열원에서의 열량은 약 몇 J이어야 하는가?
- ① 1,540
- ② 4,367
- ③ 5,446
- ④ 6,444
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14. 205℃, 10.2atm에서의 과열 수증기의 퓨개시티 계수가 0.9415일 때의 퓨개시티(fugacity)는 약 얼마인가?
- ① 9.6atm
- ② 10.6atm
- ③ 11.6atm
- ④ 12.6atm
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15. 화학포텐셜(chemical potential)에 대한 설명이 올바르지 못한 것은?
- ① 단위는 압력의 단위인 kPa로 표시된다.
- ② 로 표시될 수 있다.
- ③ 로 표시될 수 있다.
- ④ 평형에서 각 성분의 값들이 같아져야 한다.
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16. Z = 1+BP와 같은 비리얼 방정식(virial equation)으로 표시할 수 있는 기체 1몰을 등온가역 과정으로 압력 P1에서 P2까지 변화시킬 때 필요한 일 W를 옳게 나타낸 식은? (단, Z는 압축인자이고 B는 상수이다.)
- ①
- ②
- ③
- ④
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17. 의 관계식에 따르는 기체의 퓨개시티계수 는? (단, b는 상수이다.)
- ①
- ②
- ③
- ④
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18. 요오드 증기가 그 고체와 평형에 있는 계에 대한 자유도는 얼마인가?
- ① 0
- ② 1
- ③ 2
- ④ 3
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19. 20℃, 1atm에서 아세톤에 대해 부피팽창률 β=1.488×10－3(℃)－1, 등온압축률 k=6.2×10－5(atm)－1, V=1.287cm3/g이다. 정용 하에서 20℃, 1atm으로부터 30℃까지 가열한다면 그때 압력은 몇 atm인가?
- ① 1
- ② 5.17
- ③ 241
- ④ 20.45
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20. 다음과 같은 임계 물성을 가진 두 개의 분자(A와B)가 동일한 이심 인자를 가지고 있다. 대응상태 원리가 성립한다고 할 때, 분자 A의 물성을 기준으로 분자 B의 물성을 옳게 유추한 것은? (단, 분자 A의 물성은 300K, 101.325kPa에서 24,000cm3/mol이다.)
- ① T=300K, P=101.325kPa, V=36.214cm3mol
- ② T=481.6K, P=107.8kPa, V=36.214cm3mol
- ③ T=300K, P=101.325kPa, V=26.215cm3mol
- ④ T=481.6K, P=107.8kPa, V=26.215cm3mol
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2과목 : 단위조작 및 화학공업양론
21. 50mol% 에탄올 수용액을 밀폐용기에 넣고 가열하여 일정 온도에서 평형이 되었다. 이때 용액은 에탄올 27mol%이고, 증기조성은 에탄올 57mol%이었다. 원 용액의 몇 %가 증발되었는가?
- ① 23.46
- ② 30.56
- ③ 76.66
- ④ 89.76
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22. NaCl 수용액이 15℃에서 포화되어 있다. 이 용액 1kg을 65℃로 가열하면 약 몇 g의 NaCl을 더 용해시킬 수 있는가? (단, 15℃에서의 용해도는 358g/1,000g H2O이고, 65℃에서의 용해도는 373g/1,000g H2O이다.)
- ① 7.54
- ② 10.53
- ③ 15.05
- ④ 20.3
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23. 다음 중 경로에 관계되는 양은?
- ① 열
- ② 내부에너지
- ③ 압력
- ④ 엔탈피
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24. 15℃에서 포화된 NaCl 수용액 100kg을 65℃로 가열하였을 때 이 용액에 추가로 용해시킬 수 있는 NaCl은 약 몇 kg인가? (단, 15℃에서 NaCl의 용해도는 6.12kmol/1,000kg H2O, 65℃에서 NaCl의 용해도는 6.37kmol/1,000kg H2O이다.)
- ① 1.1
- ② 2.1
- ③ 3.1
- ④ 4.1
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25. 80% 물을 함유한 솜을 건조시켜 초기 수분량의 60%를 제거시켰다. 건조된 솜의 수분함량은 약 몇 %인가?
- ① 39.2
- ② 48.7
- ③ 52.3
- ④ 61.5
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26. 건식법으로 전기로를 써서 인광석을 환원 및 증발시키는 공정에서 배출가스가 지름 26cm의 강관을 통해 152.4cm/s의 속도로 로에서 나간다. 이 가스의 밀도가 0.0012g/cm3일 때 1일 배출가스량은 약 얼마인가?
- ① 5.4ton/day
- ② 6.4ton/day
- ③ 7.4ton/day
- ④ 8.4ton/day
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27. 분자량 119인 화합물을 분석한 결과 질량%로 C 70.6%, H 4.2%, N 11.8%, O 13.4%이었다면 분자식은?
- ① C6H5NO2
- ② C6H4N2O
- ③ C6H6N2O2
- ④ C7H5NO
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28. 표준상태에서 분자량이 30인 이상기체 100kg의 부피는 약 얼마인가?
- ① 55m3
- ② 65m3
- ③ 75m3
- ④ 85m3
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29. 980N(Newton)은 몇 kgf인가?
- ① 9.8
- ② 10
- ③ 100
- ④ 980
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30. 밀도 1.15g/cm3인 액체가 밑면의 넓이 930cm2, 높이 0.75m인 원통 속에 가득 들어있다. 이 액체의 질량은 약 몇 kg인가?
- ① 8.0
- ② 80.2
- ③ 186.2
- ④ 862.5
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31. 공기를 왕복압축기를 사용하여 절대압력 1기압에서 64기압까지 3단(3stage)으로 압축할 때 각 단의 압축비는?
- ① 3
- ② 4
- ③ 21
- ④ 64
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32. 본드(Bond)의 파쇄법칙에서 매우 큰 원료로부터 크기 Dp 입자들을 만드는 데 소요되는 일은 무엇에 비례하는가? (단, s는 입자의 표면적(m2), u는 입자의 부피(m3)를 의미한다.)
- ① 입자들의 부피에 대한 표면적비 : s/u
- ② 입자들의 부피에 대한 표면적비의 제곱근 : √s/u
- ③ 입자들의 표면적에 대한 부피비 : u/s
- ④ 입자들의 표면적에 대한 부피비의 제곱근 : √u/s
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33. 비중이 1인 물이 흐르고 있는 관의 양단에 비중이 13.6인 수은으로 구성된 U자형 마노미터를 설치하여 수은의 높이차를 측정해보니 약 33cm이었다. 관 양단의 압력차(기압)는 얼마인가?
- ① 0.2
- ② 0.4
- ③ 0.6
- ④ 0.8
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34. 50몰% 톨루엔을 함유하고 있는 원료를 정류함에 있어서 환류비가 1.5이고 탑상부에서의 유출물 중의 톨루엔의 몰분율이 0.96이라고 할 때 정류부(rectifying section)의 조작선을 나타내는 방정식은? (단, x : 용액 중의 톨루엔의 몰분율, y : 기상에서의 몰분율이다.)
- ① y=0.714x+0.96
- ② y=0.6x+0.384
- ③ y=0.384x+0.64
- ④ y=0.6x+0.2
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35. 건조 특성곡선에서 항율 건조기간으로부터 감율 건조기간으로 바뀔 때의 함수율은?
- ① 전(total) 함수율
- ② 평형 함수율
- ③ 자유 함수율
- ④ 임계(critical) 함수율
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36. 임계전단응력 이상이 되어야 흐르기 시작하는 유체는?
- ① 유사가소성 유체(pseudoplastic fluid)
- ② 빙햄가소성 유체(Binghamplastic fluid)
- ③ 뉴톤 유체(Newtonian fluid)
- ④ 팽창성 유체(dilatant fluid)
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37. 두께 150mm의 노벽에 두께 100mm의 단열재로 보온한다. 노벽의 내면온도는 700℃이고, 단열재의 외면온도는 40℃이다. 노벽 10m2로부터 10시간 동안 잃은 열량은? (단, 노벽과 단열재의 열전도도는 각각 3.0 및 0.1kcal/mㆍhㆍ℃이다.)
- ① 6,285.7kcal
- ② 6,754.4kcal
- ③ 62,857.0kcal
- ④ 67,544kcal
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38. 롤 분쇄기에 상당직경 4cm인 원료를 도입하여 상당직경 1cm로 분쇄한다. 분쇄원료와 롤 사이의 마찰계수가 일 때 롤 지름은 약 몇 cm인가?
- ① 6.6
- ② 9.2
- ③ 15.3
- ④ 18.4
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39. 침수식 방법에 의한 수직관식 증발관이 수평관식 증발관보다 좋은 이유가 아닌 것은?
- ① 열전달계수가 크다.
- ② 관석이 생성될 경우 가열관 청소가 용이하다.
- ③ 증기 중의 비응축 기체의 탈기효율이 좋다.
- ④ 증발효과가 좋다.
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40. 탑내에서 기체속도를 점차 증가시키면 탑내 액정체량(hold up)이 증가함과 동시에 압력손실은 급격히 증가하여 액체가 아래로 이동하는 것을 방해할 때의 속도를 무엇이라고 하는가?
- ① 평균속도
- ② 부하속도
- ③ 초기속도
- ④ 왕일속도
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3과목 : 공정제어
41. 바닥면적 4m2의 빈 수직탱크에 물이 f(t)=10L/min의 유속으로 공급될 때 시간에 따른 탱크 내부의 액위(m) 변화 h(t)와 라플라스 변환된 H(s)는? (단, Lapalce 변수 s의 단위는 [1/min] 이다.)
- ①
- ②
- ③
- ④
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42. 일 때 단위계단응답에 해당하는 것은?
- ① 자연 진동
- ② 무진동 감쇠
- ③ 무감쇠 진동
- ④ 임계 감쇠
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43. 시간지연이 θ이고 시정수가 τ인 시간지연을 가진 1차계의 전달함수는?
- ①
- ②
- ③
- ④
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44. 어떤 1차계의 함수가 일 때 이 계의 전달함수의 시정수(times constant)는?
- ①
- ② 3
- ③
- ④ 2
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45. 공정과 제어기가 불안정한 Pole을 가지지 않는 경우에 다음의 Nyquist 선도에서 불안정한 제어계를 나타낸 그림은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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46. 다음 중 Bernoulli의 법칙을 이용한 Head-type 차압유량계는?
- ① Corriolis flowmeter
- ② Hot-wire anemometer
- ③ Pitot tube
- ④ Vortex shedder
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47. 1차계 2개로 이루어진 2차계에 관한 설명으로 옳은 것은?
- ① 2차계의 전달함수는 1차계 전달함수의 2배이다.
- ② 2차계의 계단응답은 1차계의 과도응답보다 빠르다.
- ③ 2차계의 감쇠계수(damping factor)는 1보다 작다.
- ④ 2차계의 감쇠계수(damping factor)는 1과 같거나 크다.
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48. 다음 Block diagram(블록선도)에서 C/R 을 옳게 나타낸 것은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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49. 다단제어(cascade control)에 관한 설명으로 틀린 것은?
- ① 상위(master) 제어기, 하위(slave) 제어기 모두 적분동작을 가지고 있어야 한다.
- ② 지역적으로 발생하는 외란의 영향을 미리 제어해 줌으로써, 그 영향이 상위 피제어변수(primary controlled variable)에 미치지 않도록 한다는 개념을 가진다.
- ③ 하위(slave) 제어기를 구성하기 위한 하위 피제어 변수가 필요하며, 하위 피제어 변수와 관련된 공정의 동특성이 느릴수록 제어성능이 나빠진다.
- ④ 다단제어의 하위 제어계는 상위 제어기의 대상 공정을 선형화시키는 효과를 준다.
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50. 다음 미분방정식 해의 라플라스 함수는?
- ①
- ②
- ③
- ④
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51. 어떤 제어계의 특성방정식이 다음과 같을 때 임계주기(ultimate period)는 얼마인가?
- ①
- ②
- ③ π
- ④
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52. 개루프 안정공정(open-loop stable process)에 다음 제어기를 적용하였을 때, 일정한 설정치에 대해 off-set이 발생하는 것은?
- ① P형
- ② I형
- ③ PI형
- ④ PID형
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53. 특성방정식이 1+Kc/(S+1)(S+2)=0으로 표현되는 선형 제어계에 대하여 Routh-Hurwitz의 안정 판정에 의한 Kc의 범위를 구하면?
- ① Kc ＜ -1
- ② Kc ＞ -1
- ③ Kc ＞ -2
- ④ Kc ＜ -2
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54. 다음에서 Servo problem인 경우 Proportional control(Gc=Kc)의 offset은? (단, TR(t)=U(t)인 단위계단신호이다.)
- ① 0
- ②
- ③
- ④
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55. 측정 가능한 외란(measurable disturbance)을 효과적으로 제거하기 위한 제어기는?
- ① 앞먹임 제어기(feedforward controller)
- ② 되먹임 제어기(feedback controller)
- ③ 스미스 예측기(Smith predictor)
- ④ 다단 제어기(cascade controller)
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56. 라플라스 변환을 이용하여 미분방정식 +5X=0, X(0)=10을 X(t)에 관하여 풀면?
- ① e-5t+9
- ② 5e-5t+5
- ③ e-5t+10
- ④ 10e-5t
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57. 전달함수가 인 계의 Step response가 진동 없이 최종치에 접근하려면 값은 얼마인가?
- ① 1
- ② 2
- ③ 3
- ④ 4
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58. , y(0)=1 에서 라플라스 변환 Y(s)는 어떻게 주어지는가?
- ①
- ②
- ③
- ④
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59. 그림과 같은 산업용 스팀보일러의 스팀발생기에서 조작변수 유량(x3)과 유량(x5)을 조절하여 액위(x2)와 스팀압력(x6)을 제어하고자 할 때 틀린 설명은? (단, FT, PT, LT는 각각 유량, 압력, 액위전송기를 나타낸다.)
- ① 압력이 변하면 유량이 변하기 때문에 Air, Fuel, Boiler feed water의 공급압력은 외란이 된다.
- ② 제어성능 향상을 위하여 유량 x3, x4, x5를 제어하는 독립된 유량제어계를 구성하고 그 상위에 액위와 압력을 제어하는 다단제어계(cascade control loop)를 구성하는 것은 바람직하다.
- ③ x1의 변화가 x2와 x6에 영향을 주기 전에 선제적으로 조작변수를 조절하기 위해서 피드백 제어기를 추가하는 것이 바람직하다. (이때, x1은 측정 가능하다.)
- ④ Air와 Fuel 유량은 독립적으로 제어하기보다는 비율(ratio)을 유지하도록 제어되는 것이 바람직하다.
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60. 다음 중 공정제어의 일반적인 기능에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
- ① 외란의 영향을 극복하며 공정을 원하는 상태에 유지시킨다.
- ② 불안정한 공정을 안정화시킨다.
- ③ 공정의 최적 운전조건을 스스로 찾아준다.
- ④ 공정의 시운전 시 짧은 시간 안에 원하는 운전상태에 도달할 수 있도록 한다. 공정의 최적의 조건을 스스로 찾을 수 없다.
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4과목 : 공업화학
61. 다음의 O2 : NH3의 비율 중 질산 제조공정에서 암모니아 산화율이 최대로 나타나는 것은? (단, Pt 촉매를 사용하고 NH3 농도가 9%인 경우이다.)
- ① 9 : 1
- ② 2.3 : 1
- ③ 1 : 9
- ④ 1 : 2.3
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62. 다음 중 칼륨 비료에 속하는 것은?
- ① 유안
- ② 요소
- ③ 볏집재
- ④ 초안
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63. 석유 정제에 사용되는 용제가 갖추어야 하는 조건이 아닌 것은?
- ① 선택성이 높아야 한다.
- ② 추출할 성분에 대한 용해도가 높아야 한다.
- ③ 용제의 비점과 추출성분의 비점의 차이가 적어야 한다.
- ④ 독성이나 장치에 대한 부식성이 작아야 한다.
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64. Sylvinite 중 NaCl의 함량은 약 몇 wt%인가?
- ① 40%
- ② 44%
- ③ 56%
- ④ 60%
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65. 암모니아 합성 공업의 원료가스인 수소가스 제조공정에서 2차 개질공정의 주반응은?
- ① CO＋H2O → CO2＋H2
- ②
- ③
- ④ C＋O2 → CO2
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66. 다음 중 윤활유 정제에 많이 사용되는 용제(solvent)는?
- ① Furfural
- ② Benzene
- ③ Toluene
- ④ n-Hexane
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67. 폐수처리나 유해가스를 효과적으로 처리할 수 있는 광촉매를 이용한 처리기술이 발달되고 있는데, 다음 중 광촉매로 많이 사용되고 있는 물질로 아나타제, 루틸 등의 결정상이 존재하는 것은?
- ① MgO
- ② CuO
- ③ TiO2
- ④ FeO
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68. 다음 중 고분자의 유리전이온도를 측정하는 방법이 아닌 것은?
- ① Differential scanning calorimetry
- ② Dilatometry
- ③ Atomic force microscope
- ④ Dynamic mechanical analysis
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69. 다음 중 비중이 제일 작으며 Polyethylene film보다 투명성이 우수한 것은?
- ① Polymethylmethacrylate
- ② Polyvinylalcohol
- ③ Polyvinylidene
- ④ Polypropylene
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70. 플라스틱 분류에 있어서 열경화성 수지로 분류되는 것은?
- ① 폴리아미드수지
- ② 폴리우레탄수지
- ③ 폴리아세탈수지
- ④ 폴리에틸렌수지
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71. 벤젠의 니트로화 반응에서 황산 60%, 질산 24%, 물 16%의 혼산 100kg을 사용하여 벤젠을 니트로화할 때 질산이 화학양론적으로 전량 벤젠과 반응하였다면 D.V.S. 값은 얼마인가?
- ① 4.54
- ② 3.50
- ③ 2.63
- ④ 1.85
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72. 염소(Cl2)에 대한 설명으로 틀린 것은?
- ① 염소는 식염수의 전해로 제조할 수 있다.
- ② 염소는 황록색의 유독가스이다.
- ③ 건조상태의 염소는 철, 구리 등을 급격하게 부식시킨다.
- ④ 염소는 살균용, 표백용으로 이용된다.
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73. 다음 중 열가소성 수지는?
- ① 페놀수지
- ② 초산비닐수지
- ③ 요소수지
- ④ 멜라민수지
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74. 중질유를 열분해하여 얻는 가솔린은?
- ① 개질가솔린
- ② 직류가솔린
- ③ 알킬화가솔린
- ④ 분해가솔린
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75. 소금의 전기분해에 의한 가성소다 제조에 있어서 전류효율은 94%이며 전해조의 전압은 4V이다. 이때 전력효율은 약 얼마인가? (단, 이론 분해전압은 2.31V이다.)
- ① 51.8%
- ② 54.3%
- ③ 57.3%
- ④ 60.9%
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76. 벤젠으로부터 아닐린을 합성하는 단계를 순서대로 옳게 나타낸 것은?
- ① 수소화, 니트로화
- ② 암모니아화, 아민화
- ③ 니트로화, 수소화
- ④ 아민화, 암모니아화
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77. 전류효율이 90%인 전해조에서 소금물을 전기분해하면 수산화나트륨과 염소, 수소가 만들어진다. 매일 17.75ton의 염소가 부산물로 나온다면 수산화나트륨의 생산량은 약 몇 ton이 되겠는가?
- ① 16
- ② 18
- ③ 20
- ④ 22
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78. 카프로락탐 관한에 설명으로 옳은 것은?
- ① 나일론 6,6의 원료이다.
- ② Cyclohexanone oxime을 황산처리하면 생성된다.
- ③ Cyclohexanone과 암모니아의 반응으로 생성된다.
- ④ Cyclohexane과 초산과 아민의 반응으로 생성된다.
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79. Acetylene을 주원료로 하여 수은염을 촉매로 물과 반응시키면 얻어지는 것은?
- ① Methanol
- ② Stylene
- ③ Acetaldehyde
- ④ Acetophenone
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80. 석유 정제공정에서 사용되는 증류법 중 중질유의 비점이 강하되어 가장 낮은 온도에서 고비점 유분을 유출시키는 증류법은?
- ① 상압증류
- ② 공비증류법
- ③ 추출증류법
- ④ 수증기증류법
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5과목 : 반응공학
81. 체류시간 분포함수가 정규분포함수에 가장 가깝게 표시되는 반응기는?
- ① 플러그 흐름(plug flow)이 이루어지는 관형반응기
- ② 분산이 작은 관형반응기
- ③ 완전혼합(perfect mixing)이 이루어지는 하나의 혼합반응기
- ④ 3개가 직렬로 연결된 혼합반응기
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82. 400K에서 이상기체반응에 대한 속도가 =3.66PA2atm/h이다. 이 반응의 속도식이 다음과 같을 때, 반응속도상수의 값은 얼마인가?
- ① 120Lㆍmol－1ㆍh－1
- ② 120molㆍL－1ㆍh－1
- ③ 3.66h－1ㆍmolㆍL－1
- ④ 3.66h－1ㆍmolㆍL
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83. 이상기체인 A와 B가 일정한 부피 및 온도의 반응기에서 반응이 일어날 때 반응물 A의 분압이 PA라고 하면 반응속도식이 옳은 것은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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84. HBr의 생성반응 속도식이 다음과 같을 때 k1의 단위는?
- ① (mol/m3)－1.5(s)－1
- ② (mol/m3)－1.0(s)－1
- ③ (mol/m3)－0.5(s)－1
- ④ (s)－1
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85. 다음 중 순환반응기(recycle reactor)를 사용하기 가장 적당한 반응은?
- ① 2차 비가역반응
- ② 1차 가역반응
- ③ 자동촉매반응
- ④ 직렬반응(series reaction)
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86. 일반적으로 가스-가스 반응을 의미하는 것으로 옳은 것은?
- ① 균일계 반응과 불균일계 반응의 중간반응
- ② 균일계 반응
- ③ 불균일계 반응
- ④ 균일계 반응과 불균일계 반응의 혼합
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87. 이상적 혼합반응기(ideal mixed flow reactor)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 반응기 내의 농도와 출구의 농도가 같다.
- ② 무한개의 이상적 혼합반응기를 직렬로 연결하면 이상적 관형반응기(plug flow reactor)가 된다.
- ③ 1차 반응에서의 전화율은 이상적 관형반응기보다 혼합반응기가 항상 못하다.
- ④ 회분식 반응기(batch reactor)와 같은 특성을 나타낸다.
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88. A → B의 화학반응에 대하여 소실되는 반응물의 속도는 일반적으로 어떻게 표시하는 것이 가장 적절한가? (단, n은 몰수, t는 반응시간, VR는 반응기부피이다.)
- ①
- ②
- ③
- ④
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89. PFR 반응기에서 순환비 R을 무한대로 하면 일반적으로 어떤 현상이 일어나는가?
- ① 전화율이 증가한다.
- ② 공간시간이 무한대가 된다.
- ③ 대용량의 PFR과 같게 된다.
- ④ CSTR과 같게 된다.
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90. 등온에서 0.9wt% 황산 B와 액상 반응물 A(공급원료 A의 농도는 4lb mol/ft3)가 동일부피로 CSTR에 유입될 때 1차 반응 진행으로 2×108lb/year의 생성물 C(분자량 : 62)가 배출된다. A의 전화율이 0.8이 되기 위한 반응기 체적(ft3)은? (단, 속도상수는 0.311min－1이다.)
- ① 40.4
- ② 44.6
- ③ 49.4
- ④ 54.3
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91. 반응속도식을 구하는 방법 중 미분법에 의한 미분속도 해석법과 가장 관련이 없는 것은?
- ① 도식적 방법
- ② 수치해석법
- ③ 다항식 맞춤법
- ④ 반감기법
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92. 액상 2차 반응에서 만약 CA=1mol/L일 때 -rA=-dCA/dt=0.1mol/Lㆍsec라고 하면 CA=5mol/L일 때 반응속도는 어떻게 되는가?
- ① 1.5mol/Lㆍsec
- ② 2.0mol/Lㆍsec
- ③ 2.5mol/Lㆍsec
- ④ 3.0mol/Lㆍsec
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93. 체적이 일정한 회분식 반응기에서 다음과 같은 1차 가역반응이 초기 농도가 0.1mol/L인 순수 A로부터 출발하여 진행된다. 평형에 도달했을 때 A의 분해율이 85%이면 이 반응의 평형상수 Kc는 얼마인가?
- ① 0.18
- ② 0.57
- ③ 1.76
- ④ 5.67
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94. A → Product인 액상 반응의 속도식은 다음과 같다. 혼합흐름반응기의 용적이 20L일 때 A가 60% 반응하는 데 필요한 공급속도를 구하면? (단, 초기 농도CA0=1mol/L이다.)
- ① 0.533mol/min
- ② 1.246mol/min
- ③ 1.961mol/min
- ④ 2.115mol/min
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95. , 목적반응(D로의 반응) 차수(a1)가 비목적반응 차수(a2)보다 큰 경쟁반응에서 원하는 생성물을 최대화시키는 방법이 아닌 것은?
- ① PFR에서 순수 반응물을 입구로 직접 도입 한다.
- ② PFR보다 CSTR의 선택도를 크게 한다.
- ③ 액상 반응이면 희석제 사용을 억제한다.
- ④ CSTR보다 PFR의 선택도를 크게 한다.
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96. 0차 균질반응이 -rA=10-3mol/Lㆍs로 플러그 흐름반응기에서 일어난다. A의 전화율이 0.9이고 CA0=1.5mol/L일 때 공간시간은 몇 초인가? (단, 이때 용적 변화율은 일정하다.)
- ① 1,300
- ② 1,350
- ③ 1,450
- ④ 1,500
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97. A → R, CA0는 1mol/L인 반응이 회분식 반응기에서 일어날 때 1시간 후 전화율이 75%, 2시간 후 반응이 종결되었다. 이때 반응속도식(mol L－1 h－1)을 옳게 나타낸 것은?
- ① -rA=(1mol1/2L－1/2h－1)CA1/2
- ② -rA=(0.5mol1/2L－1/2h－1)CA1/2
- ③ -rA=(1h－1)CA
- ④ -rA=(0.5h－1)CA
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98. 크기가 같은 반응기 2개를 직렬로 연결하여 A → R로 표시되는 액상 1차 반응을 진행시킬 때 최종 전화율이 가장 큰 경우는?
- ① 관형반응기＋혼합반응기
- ② 혼합반응기＋관형반응기
- ③ 관형반응기＋관형반응기
- ④ 혼합반응기＋혼합반응기
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99. 균일계 1차 액상 반응 A -> R이 플러그반응기에서 전화율 90%로 진행된다. 다른 조건은 그대로 두고 반응기를 같은 크기의 혼합반응기로 바꾼다면 A의 전화율은 얼마로 되는가?
- ① 67%
- ② 70%
- ③ 75%
- ④ 81%
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100. (목적물, ru=k1CAa1), 의 비목적물, rω=CAa2)의 두 반응이 평행하게 동시에 진행되는 반응에 대해 목적물의 선택도를 높이기 위한 설명으로 옳은 것은?
- ① a1과 a2가 같으면 혼합흐름반응기가 관형 흐름반응기보다 훨씬 더 낫다.
- ② a1이 a2보다 작으면 관형흐름반응기가 적절하다.
- ③ a1이 a2보다 작으면 혼합흐름반응기가 적절하다.
- ④ a1과 a2가 같으면 관형흐름반응기가 혼합 흐름반응기보다 훨씬 더 낫다.
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