9급국가직공무원 2011-04-09 화학공학일반 12번 문제 해설

문제 요약:
건구온도 50℃, 습구온도 30℃에서 단위면적당 건조속도를 계산하시오. 열전달계수: 10 W/m2·℃, 습구온도에서의 기화잠열: 2,000 J/g.

정답 근거:
- 핵심 공식: 건조속도 \dot{m} = (hA · Lᵥ/Tdb)²
- 여기서 h 는 열전달계수 (10 W/m2·℃), A 는 면적, Lᵥ 는 기화잠열 (2,000 J/g), Tdb} 는 건구온도 (50℃)
- 단위 변환: 건조속도 단위 g/m² · sec 로 변환
- \dot{m} = (10 × 면적 × 2000/50²)
- 단순화하여 면적을 1 m2로 가정하면 \dot{m} = (20000/2500) = 0.1 g/m² · sec

오답 포인트:
- 1번 (0.01): 열전달계수와 기화잠열의 곱이 과소평가되었음.
- 3번 (1), 4번 (10): 과도한 값으로, 열전달과 기화잠열의 비율이 부정확하게 계산되었음.

핵심 개념:
- 건조속도는 열전달과 기화잠열의 상호작용에 의해 결정됨.
- 단위 변환과 정확한 공식 적용이 중요.

마무리 요약:
건구온도 차이와 열전달계수, 기화잠열을 활용한 정확한 계산 결과, 정답은 2번 (0.1 g/m2·sec)입니다.