9급지방직공무원 2009-05-23 화학공학일반 4번 문제 해설

요약:
진공증발기로 10 wt% 고체 함량의 묽은 오렌지 주스 (1,000 kg/hr)를 공급하여 고체 함량을 50 wt%로 증가시켰을 때 농축된 주스의 양을 구한다.

정답 근거:
- 질량 보존 법칙: 전체 질량은 변하지 않음.
- 계산:
- 초기 상태: 1,000 kg * 10% = 100 kg 고체
- 농축 후: 1,000 kg * 50% = 500 kg 고체 필요
- 추가된 물의 양: 500 kg (고체) - 100 kg (초기 고체) = 400 kg 물 제거
- 따라서 농축된 주스량: 1,000 kg - 400 kg = 600 kg (오답)
- 정확한 계산: 고체량 유지, 질량 동일 → 농축 주스량 = 전체 질량 유지, 1,000 kg * (50/10) = 200 kg

오답 포인트:
- 선택지 3, 4: 질량 보존 원칙을 무시하고 단순히 고체 증가율만 계산

핵심 개념:
- 질량 보존 법칙: 공급된 전체 질량은 변하지 않고, 고체 함량만 증가한다.

마무리 요약:
농축 과정에서 물의 제거만 이루어져 전체 질량은 변하지 않으므로, 1,000 kg의 50% 고체 함량 시 농축된 주스량은 200 kg이다 (선택지 1).