9급 지방직 공무원 화학공학일반 필기 기출문제복원 (2016-06-18)

1. 1. 증류탑에서 원료 공급선(feed line)의 기울기가 영(0)인 원료 공급 조건에 해당하는 것은?

1. 액체와 증기의 혼합 원료를 공급할 경우

2. 포화증기를 공급할 경우

3. 포화액체를 공급할 경우

4. 과열 증기(superheated vapor)를 공급할 경우

2. 2. 정상상태로 조업되는 반응기에 유입되는 흐름과 유출되는 흐름을 분석한 결과, 반응에 참여하지 않는 비활성물질의 조성이 유입 흐름과 유출 흐름에서 각각 20mol%와 10mol%이다. 이 반응기에 유입되는 흐름의 유속이 100mol/s일 때 유출 흐름의 유속[mol/s]은? (단, 반응기에서 반응물은 생성물로 100% 전환된다)

1. 50

2. 100

3. 200

4. 500

3. 3. 유량의 조절 또는 개폐의 목적으로 사용되는 밸브의 종류와 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 게이트 밸브:유량 조절에 적합하며 압력 강하가 작다.

2. 글로브 밸브:유량 조절에 널리 사용되며 압력 손실이 크다.

3. 버터플라이 밸브:원판 회전에 의해 작동되며 개폐작용이 빠르고 간단하다.

4. 체크 밸브:유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하여 역류를 방지한다.

4. 4. 다음 분체 제조 장치 중, 가장 작은 크기의 분체를 제조할 수 있는 장치는?

1. 콜로이드 밀(colloid mill)

2. 선동 파쇄기(gyratory crusher)

3. 중간형 해머 밀(intermediate hammer mill)

4. jaw 파쇄기(jaw crusher)

5. 5. 동점도(kinematic viscosity), 확산도(diffusivity) 및 열확산도(thermal diffusivity)의 차원은 모두 같다. 이들 차원으로 옳은 것은? (단, L은 길이, T는 시간, M은 무게를 나타낸다)

1. L2 T-1

2. M L2 T-1

3. L-1 T2

4. M L-1 T2

6. 6. 증류탑의 총괄 단효율(overall tray efficiency)이 70%이고 McCabe-Thiele 법으로 구한 이론 단수가 20이라면 설계해야 할 증류탑의 실제 단수는? (단, 실제 단수는 소수점 첫째 자리에서 반올림한다)

1. 6

2. 14

3. 20

4. 29

7. 7. 공기 100g의 온도를 20°C에서 50°C까지 승온하기 위해 필요한 열량[kcal]은? (단, 압력 변화는 없으며 공기의 정압비열(Cp)은 0.24kcal/kgㆍ°C이다)

1. 0.24

2. 0.56

3. 0.72

4. 1.20

8. 8. 유체 속에서 중력 낙하하는 입자에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 입자에는 부력, 항력 및 중력이 작용하며 ‘가속력＝중력－부력－항력’의 관계식이 성립한다.

2. 입자가 가속됨에 따라 항력이 증가하면서 가속도를 감소시키며 결국 가속도가 영(0)이 될 때 종말 속도에 도달한다.

3. 입자의 레이놀즈(Reynolds) 수가 1보다 상당히 작을 때(Re≪1) Stokes 법칙이 적용되며 이 때 항력계수(CD, drag coefficient)는 0.40～0.45로 거의 일정하다.

4. 크기가 매우 큰 입자가 기체나 저점도 유체 내에서 낙하할 때에는 Stokes 법칙이 성립하지 않는다.

9. 9. 성분 A, B로 구성된 이성분 혼합물이 x축 방향으로만 이동하고 있다. A, B 성분들의 밀도는 각각 ρA＝1.5g/cm3, ρB＝1.0g/cm3이며 속도는 각각 vA,x＝2m/s, vB,x＝－0.5m/s이다. Fick의 법칙에 의한 성분 A의 질량 플럭스[g/cm2ㆍs]는?

1. 150

2. 200

3. 250

4. 300

10. 10. 온도가 같은 동일 부피의 수소 기체와 산소 기체의 무게를 측정하였더니 서로 동일하였다. 이때 수소 기체의 압력이 4atm이라면, 산소 기체의 압력[atm]은? (단, 수소 기체와 산소 기체는 이상기체로 가정한다)

1. 1/4

2. 1/2

3. 1

4. 2

11. 11. 다음과 같은 복합 반응을 구성하는 반응 ㉠과 ㉡에서 반응물 A의 소멸속도를 각각 r㉠A, r㉡A라고 할 때, 반응물 B와 중간체 I에 대한 알짜 반응속도(net reaction rate) rB와 rI를 r㉠A와 r㉡A로 올바르게 나타낸 것은? (순서대로 rB, rI)

12. 12. 내경이 10cm인 원형 관에 밀도가 1.5g/cm3인 유체가 2cm/s 속도로 흐르고 있다. 레이놀즈(Reynolds) 수가 60이라고 가정할 경우, 이 유체의 점도[g/cmㆍs]는?

1. 0.2

2. 0.3

3. 0.4

4. 0.5

13. 13. 이상(ideal) 회분식 반응기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 반응이 진행되는 동안 반응물과 생성물의 유입과 유출이 없다.

2. 반응 시간에 따라 반응기 내의 조성이 변하지 않는 정상상태 조작이다.

3. 조성과 온도는 반응기 내 위치와 무관하다.

4. 전환율(conversion)은 반응물이 반응기 내에서 체류한 시간의 함수이다.

14. 14. 지름이 5m인 물탱크에 5m의 높이로 물이 채워져 있다. 지름이 10cm인 수평관이 물탱크 바닥에 연결되어 있는 경우 배출구를 통한 초기 배출 속도[m/s]는? (단, 수평관에서의 마찰 손실은 무시하며 중력 가속도는 10m/s2로 가정한다)

1. 5

2. 10

3. 15

4. 20

15. 15. 고체상의 수직벽에 의해 고온의 유체와 저온의 유체가 나뉘어져 있다. 두 유체 사이의 온도차가 2배로 증가된다면 이에 따른 열전달량은 몇 배인가? (단, 정상상태를 가정하며 총괄 열전달계수와 열전달 면적은 일정하다)

1. 0.5

2. 1.0

3. 2.0

4. 4.0

16. 16. 다음은 흐름 단면이 원형인 관을 통해 흐르는 비압축성 유체의 속도 분포식이다. 이 유체의 평균 속도[m/s]는? (단, u는 유체의 속도, R은 관의 내반경, r은 관의 중심에서부터 반경 방향 거리이다)

1. 5

2. 10

3. 15

4. 20

17. 17. 내경이 2cm에서 4cm로 변하는 관에서 유체가 흐를 때 내경이 2cm인 관 내부에서 유체의 평균 유속이 1m/s라면, 내경이 4cm인 관 내부에서 유체의 평균 유속[m/s]은? (단, 유체의 밀도와 유량은 변화가 없으며 마찰은 무시한다)

1. 4

2. 2

3. 0.5

4. 0.25

18. 18. 벽에 얇은 플라스틱판이 붙어 있다. 플라스틱판 양쪽의 온도는 각각 50°C와 55°C이다. 정상상태에서 벽으로 전달되는 열 플럭스(heat flux)[J/m2ㆍs]는? (단, 플라스틱판의 열전도도는 0.6J/mㆍsㆍ°C이다)

1. 3

2. 30

3. 300

4. 3,000

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