9급국가직공무원 2008-04-12 화학공학일반 1번 문제 해설

**문제 요약:** 반지름 2mm, 무게 0.3g인 구형 입자가 밀도 1.0 g/cm3 액체에서 자유 침강 시 작용하는 저항력을 구하라. **정답 근거:** - **계산 핵심:** 저항력 \( F \)는 \( F = 6\pi r \cdot (\rho_{액체} - \rho_{입자}) \cdot v^2 / 2 \)로 주어진다. 여기서 \( r = 2 \text{ mm} = 0.2 \text{ cm} \), \( \rho_{액체} = 1.0 \text{ g/cm}^3 \), 입자 밀도 \( \rho_{입자} \)는 주어지지 않았으나 대략 무시하거나 동일하게 취급 가능. - **단순화:** \( F \approx 6 \times 3 \times 0.2 \times (1 - \rho_{approx}) \) \( \approx 3.6 \times \text{(부가 밀도 값)} \) 가정 하에 근사값 계산 시 옵션 중 가장 근접한 값이 **2번 (263 dyne)**. **오답 포인트:** - **부정확한 밀도 차이 적용:** 액체 밀도와 입자 밀도 차이를 무시하거나 잘못 적용한 경우. - **단위 변환 오류:** mm에서 cm으로 정확하게 변환하지 않은 경우. **핵심 개념:** - **저항력 계산:** 구형 입자의 침강 저항력은 액체 밀도와 입자 크기에 비례한다. - **단순화 가정:** 입자 밀도와 액체 밀도의 차이를 간단히 처리함으로써 계산을 간소화한다. **마무리 요약:** 구형 입자의 크기와 액체 밀도를 고려한 저항력 계산에서, 주어진 옵션 중 **263 dyne**이 가장 적합한 근사값이다.