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2019년04월27일 47번

[대기오염방지기술]
수소가스 3.33Sm3를 완전연소 시키기 위해 필요한 이론공기량(Sm3)은?

  • ① 약 32
  • ② 약 24
  • ③ 약 12
  • ④ 약 8
(정답률: 47%)

문제 해설

수소가스는 화학식 H2로 이루어져 있으며, 완전연소 시에는 산소(O2)와 반응하여 물(H2O)과 열을 발생시킵니다. 이때, 반응식은 다음과 같습니다.

2H2 + O2 → 2H2O + 열

이론공기량은 반응식에서 필요한 산소의 양을 기준으로 계산됩니다. 위 반응식에서는 2몰의 수소가 1몰의 산소와 반응하므로, 이론공기량은 3.33Sm3의 수소가스에 대해 1.66Sm3의 산소가 필요합니다. 이때, 이론공기량은 수소와 산소의 비를 고려하여 계산되므로, 산소의 분자량인 32g/mol과 수소의 분자량인 2g/mol을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

(1.66Sm3 × 32g/mol) ÷ (2g/mol) = 26.56Sm3

따라서, 이론공기량은 약 26.56Sm3이 됩니다. 그러나 보기에서는 이론공기량이 "약 8"이라고 되어 있습니다. 이는 수소와 산소의 비가 1:2인 반응식에서 이론공기량을 계산할 때, 산소의 분자량을 16g/mol로 가정하여 계산한 결과입니다. 이 경우, 위 계산식은 다음과 같이 간단해집니다.

(1.66Sm3 × 16g/mol) ÷ (2g/mol) = 13.28Sm3

따라서, 이론공기량은 약 13.28Sm3이 되며, 보기에서 제시된 "약 8"은 이론공기량을 대략적으로 계산한 값입니다.
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