2003년03월16일 5번

[연소공학]
수소 1Nm³를 공기중에서 연소시킬 때 생성되는 전체 연소가스량(Nm³)은?

① 1.00
② 1.88
③ 2.88
④ 42.13

(정답률: 67%)

문제 해설

수소(H₂)가 공기중에서 연소할 때, 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

2H₂ + O₂ → 2H₂O

이 반응식에서 1 mol의 수소가 연소하면 2 mol의 수증기(H₂O)가 생성됩니다. 따라서 1 Nm³의 수소가 연소하면 2 Nm³의 수증기가 생성됩니다.

하지만 이 문제에서는 전체 연소가스량을 구하는 것이므로, 생성된 수증기의 양에 더해야 합니다. 공기는 대략적으로 78%의 질소(N₂)와 21%의 산소(O₂)로 이루어져 있습니다. 따라서 1 Nm³의 공기는 대략적으로 0.21 Nm³의 산소와 0.78 Nm³의 질소를 포함하고 있습니다.

수소 1 Nm³가 연소할 때, 필요한 산소의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

1 Nm³ × 0.21 = 0.21 Nm³

따라서 연소 후 생성된 수증기와 함께 전체 연소가스량은 다음과 같습니다.

1 Nm³ × 2 + 0.21 Nm³ + 0.78 Nm³ = 2.88 Nm³

따라서 정답은 "2.88"입니다.

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