9급국가직공무원 2012-04-07 화학공학일반 14번 문제 해설

요약: 수증기 상태 변화에서 등엔탈피 조건 하에 압력이 감소할 때 온도 변화를 계산합니다.

정답 근거:
- Joule-Thomson 효과 적용: 등엔탈피 변화에서 압력 감소 시 온도 변화를 계산할 때, ΔT = μ * ΔP 공식을 사용합니다. 여기서 μ는 Joule-Thomson 계수 (10), ΔP는 압력 변화량 (30N/cm2 - 15N/cm2 = 15N/cm2).
- 계산: ΔT = 10 * 15 = 150°C 감소. 초기 온도가 300°C였으므로, 최종 온도는 300°C - 150°C = 150°C 입니다.

오답 포인트:
- 옵션 1 (100°C): 압력 변화량을 과소평가한 결과입니다.
- 옵션 3 (200°C), 4 (250°C): 온도 변화량 계산에서 계수나 압력 변화량을 잘못 적용했습니다.

핵심 개념:
- Joule-Thomson 계수 (μ): 등엔탈피 과정에서 압력 변화에 따른 온도 변화를 나타냅니다.
- 등엔탈피 변화: 엔탈피(H)가 일정한 상태에서 압력 변화에 따른 온도 변화만 고려합니다.

마무리 요약: 초기 온도가 300°C에서 압력이 15N/cm2로 감소하면서 Joule-Thomson 효과에 따라 온도는 150°C 낮아져 최종 온도는 150°C입니다.