9급국가직공무원 2011-04-09 화학공학일반 9번 문제 해설

**문제 요약:** 목재 벽 두께 10 cm, 외부 온도 0℃, 내부 온도 25℃일 때 단위면적당 열전달 속도를 구하시오 (열전도도: 0.1 kcal/m·hr·℃). **정답:** 1번 (0.42) **근거:** - **열전달 공식**: \( q = -k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x} \) - 여기서 \( q \)는 열전달 속도, \( k \)는 열전도도, \( A \)는 면적, \( \Delta T \)는 온도차, \( \Delta x \)는 두께입니다. - **단위 변환**: 시간 단위를 min으로 변환 (1 hr = 60 min) - \( k = 0.1 \, \text{kcal/m} \cdot \text{hr} \cdot ^\circ\text{C} = 0.1 \div 60 = 0.00167 \, \text{kcal/m} \cdot \text{min} \cdot ^\circ\text{C} \) - **값 대입**: - \( \Delta T = 25^\circ\text{C} - 0^\circ\text{C} = 25^\circ\text{C} \) - \( \Delta x = 10 \, \text{cm} = 0.1 \, \text{m} \) - \( q = -0.00167 \times \frac{25}{0.1} = 0.4175 \, \text{kcal/m}^2 \cdot \text{min} \) - **반올림**: 0.42 kcal/m2·min **오답 포인트:** - **시간 단위 미변환**: 시간 단위를 정확히 변환하지 않은 경우 오답 가능. - **온도차 오해**: 온도차를 잘못 계산하면 정확한 값 산출 불가. **핵심 개념:** - **열전도도**와 **온도차**를 이용한 열전달 공식 이해 필수. - 단위 일관성 유지 중요 (시간 단위 변환 포함). **마무리 요약:** 내부 온도를 유지하기 위한 열전달 속도는 벽의 두께와 열전도도에 따라 정확히 계산되었으며, 올바른 단위 변환과 공식 적용으로 0.42 kcal/m2·min을 얻었습니다.