9급국가직공무원 2015-04-18 화학공학일반 8번 문제 해설

요약:
고체 함량이 5%인 1000 kg/hr 용액을 증발시켜 고체 함량을 8%로 높이려면 필요한 용매 증발량을 구합니다. 고체 손실 없음을 고려합니다.

정답 근거:
- 초기 용액: 1000 kg 중 고체 50 kg (5%), 용매 950 kg
- 목표 용액: 1000 kg 중 고체 80 kg (8%) 유지
- 고체 함량 변화 없으므로 증발 후 총 용액 무게는 약 1375 kg (80 kg 고체 / 0.08)

계산:
- 증발 필요 용매 양 = 증발 후 용액 무게 - 초기 용액 무게
- = 1375 kg - 1000 kg = 375 kg

오답 포인트:
- 선택지 1 (275): 증발량 과소평가, 용액 증가량을 고려하지 않음.
- 선택지 3 (625), 4 (725): 과도한 증발량으로 용액 농도 증가 잘못 이해.

핵심 개념:
- 질량 보존 법칙: 고체 질량은 변하지 않으므로 증발은 주로 용매에서 발생.
- 용액 농도 계산: 초기 및 최종 용액 무게와 고체 함량을 이용하여 계산.

마무리 요약:
고체 손실 없이 용액을 농축할 때, 증발된 용매의 양은 최종 농도를 달성하기 위한 정확한 계산을 통해 결정됩니다. 정답은 증발로 인해 용액이 증가하면서 용매의 정확한 양을 반영한 375 kg입니다.