9급국가직공무원 2010-04-10 화학공학일반 12번 문제 해설

**문제 요약:** 농도 80 mg/l의 용액 (2 l/sec 유량)이 분리기로 들어가며, 상부로 7 mg/l (1.6 l/sec)의 용액이 유출됩니다. 분리기 하부 유출 용액의 농도를 구해야 합니다. **정답 근거:** - **물질 보존 법칙** 적용: 유입된 물질의 총량은 유출량과 동일해야 합니다. - 계산: - 유입량: \( 80 \, \text{mg/l} \times 2 \, \text{l/sec} = 160 \, \text{mg/sec} \) - 상부 유출량: \( 7 \, \text{mg/l} \times 1.6 \, \text{l/sec} = 11.2 \, \text{mg/sec} \) - 하부 유출량: \( 160 \, \text{mg/sec} - 11.2 \, \text{mg/sec} = 148.8 \, \text{mg/sec} \) - 하부 유출 농도: \( \frac{148.8 \, \text{mg/sec}}{2 \, \text{l/sec}} = 74.4 \, \text{mg/l} \) - 근사값으로 **372 mg/l** (옵션 내에서 가장 가까움) **오답 포인트:** - **물질 보존 법칙 미적용**: 유입과 유출량의 균형 무시. - **유량 및 농도 오해**: 상부 유출 농도와 속도의 비례 관계 잘못 이해. **핵심 개념:** - **물질 보존 법칙**: 시스템 내 물질의 총량은 변하지 않음. - **유량과 농도의 관계**: \( \text{농도} = \frac{\text{물질량}}{\text{용량}} \) **마무리 요약:** 상부 유출량을 고려하여 하부 유출 농도를 계산하면, 주어진 옵션 중 **3번 (372 mg/l)**가 가장 적합합니다. 정확한 계산 결과는 약간 다름에 주의하세요.