아세틸렌 가스 1 kg 연소 80%(질량기준)가 완전연소

아세틸렌 가스 1 kg 연소 80%(질량기준)가 완전연소

연소실에서 아세틸렌 가스 1 kg을 연소시킨다.

이때 연료의 80%(질량기준)가 완전연소되고,

나머지는 불완전연소 되었을 때 발생되는 열량(kcal)은?

(단, 연소 반응식은 아래 식에 근거하여 계산)

1) C + O2 → CO2 ... ΔH1 = 97200 kcal/kmol

2) C + 1/2 O2 → CO ... ΔH2 = 29200 kcal/kmol

3) H2 + 1/2 O2 → H2O ... ΔH3 = 57200 kcal/kmol

34. 연소실에서 아세틸렌 가스 1kg을 연소시킨다. 이 때 연료의 80%(질량기준)가 완전연소되고, 나머지는 불완전연소 되었을 때 발생되는 열량(Kcal)은? (단, 연소반응식은 아래식에 근거하여 계산)

1) C + O2 → CO2 ... ΔH1 = 97200 kcal/kmol

2) C + 1/2 O2 → CO ... ΔH2 = 29200 kcal/kmol

3) H2 + 1/2 O2 → H2O ... ΔH3 = 57200 kcal/kmol

① 39,130

② 10,530

③ 9,730

④ 8,630

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아세틸렌은

2개의 C와

2개의 H(= 1개의 H2)로 이루어진 물질이므로,

[1] 완전연소 시,

2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O 또는

C2H2 + 5/2 O2 → 2CO2 + H2O

1) 2C + 2O2 → 2CO2

---> 2 × ΔH1 = 2 × 97200 kcal/kmol

= 194400 kcal/kmol

2) H2 + 1/2 O2 → H2O

---> ΔH3 = 57200 kcal/kmol

1) + 2) = 194400 + 57200

= 251600 kcal/kmol

[2] 불완전연소 시,

2C2H2 + 3O2 → 4CO + 2H2O 또는

C2H2 + 3/2 O2 → 2CO + H2O

1) 2C + O2 → 2CO

---> 2 × ΔH2 = 2 × 29200 kcal/kmol

= 58400 kcal/kmol

2) H2 + 1/2 O2 → H2O

---> ΔH3 = 57200 kcal/kmol

1) + 2) = 58400 + 57200

= 115600 kcal/kmol

80% 완전연소, 20% 불완전연소 되었기에,

0.80×251600 + 0.20×115600

= 224400 kcal/kmol

---> 아세틸렌 1 kmol의 연소열은

224400 kcal이다.

아세틸렌, C2H2의 몰질량

= 2(C) + 2(H)

= 2(12) + 2(1)

= 26 g/mol

아세틸렌 1 kg의 몰수

= 1 kg / (26 kg/kmol)

= 0.03846 kmol

(0.03846 kmol) (224400 kcal/kmol)

= 8630.4 kcal

답: ④ 8,630

[키워드] 아세틸렌 연소열 기준, 아세틸렌 완전연소 반응식 기준, 아세틸렌 불완전연소 반응식 기준, C2H2 완전연소 반응식 기준, C2H2 불완전연소 반응식 기준