[위험물기능사] 탄소 100 kg 완전 연소에 필요한 공기의 부피

[위험물기능사] 탄소 100 kg 완전 연소에 필요한 공기의 부피

 

 

탄소 100 kg을 완전 연소 시키려면

표준 상태에서 몇 m3의 공기가 필요한지 구하시오.

(단, 공기는 질소 79 vol%, 산소 21 vol%로 되어있다.)

 

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탄소 100 kg의 몰수

= 100000 g / (12 g/mol) = 8333.3333 mol C

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

탄소 연소 반응식

C + O2 → CO2

 

C : O2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

필요한 O2의 몰수 = 8333.3333 mol

 

 

 

이상기체방정식, PV = nRT 에서,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

기술계 쪽에선,

표준 상태 = STP 라고 생각하므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3684 )

 

V = (8333.3333) (0.08206) (273.15+0) / (1)

= 186789 L = 186.789 m3 O2

( 1 m3 = 1000 L )

 

 

 

필요한 공기의 부피는

186.789 m3 / (21/100) = 889.471 m3 공기

 

 

 

또는

표준 상태에서, 기체 1 mol = 22.4 L 이므로,

( 참고: 몰부피 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

8333.3333 mol × (22.4 L / 1 mol)

= 186667 L = 186.7 m3 O2

 

 

 

186.7 m3 / 0.21 = 889 m3 공기

 

 

 

답: 약 889 m3

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3416 ] 12 kg 탄소가 완전 연소하는데 필요한 산소의 양은 몇 m3

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/18747 ] 벤젠 30 kg 완전연소에 필요한 공기의 부피(m3)