문제 #89608

Question

표준 상태인 공기 중에서 완전 연소비로 아세틸렌이 함유되어 있을 때 이 혼합기체 1\ \rm L 당 발열량 \rm (kJ) 은 얼마인가? (단, 아세틸렌의 발열량은 1308\ \rm kJ/mol 이다.)

Accepted Answer

이 문제는 아세틸렌의 완전 연소 시 발생하는 발열량을 표준 상태의 공기 중 혼합기체 부피로 환산하는 문제입니다. 핵심 개념은 이상기체 상태 방정식($PV=nRT$)을 이용하여 혼합기체의 몰수를 계산하고, 아세틸렌의 몰당 발열량을 곱하여 총 발열량을 구하는 것입니다. 표준 상태에서 기체 1몰은 22.4 L의 부피를 차지하므로, 1 L의 아세틸렌 혼합기체에 포함된 아세틸렌의 몰수를 계산하면 약 0.0446 mol이 됩니다. 이를 아세틸렌의 발열량 1308 kJ/mol과 곱하면 약 58.4 kJ이 나오는데, 문제에서 요구하는 것은 혼합기체 1L당 발열량이므로, 공기의 양을 고려해야 합니다. 완전 연소비로 아세틸렌이 함유되어 있다는 것은 아세틸렌 1몰당 산소 2.5몰이 필요하다는 것을 의미합니다. 따라서 전체 혼합기체 부피에서 아세틸렌이 차지하는 비율을 고려하여 발열량을 계산하면 약 4.5 kJ/L가 됩니다.

문제 1