2022년 산업안전산업기사 1회차 73번

Question

혼합가스 용기에 전체압력이 10 [기압], 0[°C] 에서 몰 비로 수소 30 [%], 산소 20 [%], 질소 50 [%]가 채워져 있을 때, 수소가 차지하는 부피는 몇 [L] 인가?(단, 표준상태는 0[°C ], 1 [기압]이다.)

Accepted Answer

이 문제는 이상기체 상태방정식을 활용하여 해결할 수 있습니다. 먼저, 각 기체의 부분압을 계산한 후, 몰수 비가 부피 비와 같다는 점을 이용합니다. 표준 상태에서의 기체 부피를 구하면 수소가 차지하는 부피를 알 수 있습니다. **핵심 개념:** * **이상기체 상태방정식:** $PV = nRT$ (P: 압력, V: 부피, n: 몰수, R: 기체 상수, T: 온도) * **돌턴의 부분압 법칙:** 혼합기체의 전체압력은 각 성분기체의 부분압의 합과 같다. * **아보가드로 법칙:** 같은 온도, 같은 압력에서 같은 부피의 기체는 같은 수의 분자(몰수)를 가진다. 즉, 몰 비는 부피 비와 같다. **풀이 과정:** 1. **각 기체의 부분압 계산:** * 수소의 부분압 ($P_{H_2}$) = 전체압력 × 수소의 몰 분율 = 10 기압 × 0.30 = 3 기압 * 산소의 부분압 ($P_{O_2}$) = 10 기압 × 0.20 = 2 기압 * 질소의 부분압 ($P_{N_2}$) = 10 기

2022년 산업안전산업기사 1회차 73번 - 기출문제 및 해설

문제 1