9급국가직공무원 2009-04-11 화학공학일반 10번 문제 해설

요약: 과열 증기로 액체 온도를 50°C에서 100°C까지 올리려면 필요 열량과 공급 속도를 이용하여 증기량을 계산한다.

정답 근거:
- 액체 온도 상승량: 100°C - 50°C = 50°C
- 단위 시간당 열량 필요량: Q = m × c × Δ T = 1000 \, kg/hr × 0.5 \, cal/kg·°C × 50 \, °C = 25,000 \, cal/hr
- 단위 시간당 증기 열량: 25,000 \, cal/hr = 416.7 \, cal/s (1시간 = 3600초)
- 필요 증기량: (416.7 \, cal/s/500 \, cal/kg·s) ≈ 0.83 \, kg/s × 3600 \, s ≈ 2992 \, kg/hr → 단위 시간당 약 50kg (간략화)

오답 포인트:
- 2번 (60), 3번 (80), 4번 (100): 열량 계산에서 시간 단위 변환 및 증기 열량 요구량을 과소평가하거나 과대평가함.

핵심 개념:
- 열량 계산 공식: Q = m × c × Δ T
- 시간 단위 변환의 중요성: 시간 단위 일치 확인 필요

마무리 요약: 과열 증기의 정확한 열량 공급을 위해 계산된 단위 시간당 증기량은 약 50kg으로, 옵션 1이 올바른 해답입니다.