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글 정보
제  목 2025년 국가직 9급 화공일반[확산계수]
수강 강좌 [기출]9급 화공직 화학공학일반(60일)
질문 강의 2025년 국가직 9급 화공직 공무원 화학공학일반 기출문제 해설(2) ( 확인이 필요한 강의 구간 : )
교재 ( Page )
등록일 2025.05.25 조회수 14

제가 아래 올린 질문이 남아 있는데도 불구하고 질문을 올려서 정말 죄송합니다

 

13. 기체 분리막에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 

 ① 비다공질 고분자 막의 경우 기체는 저압 쪽에서 고분자 막에 용해된다. 

 ② 비다공질 고분자 막에서 기체 수송은 용액확산 메커니즘을 따른다. 

 ③ 다공질 막에서 세공 내의 확산계수는 세공 크기와 평균 분자 속도에 비례한다. 

 ④ 다공질 막의 세공이 기체의 평균 자유경로보다 매우 작으면 Knudsen 확산이 지배적이다.

 

답은 1번이었구요

1번에서 고분자 막의 왼쪽(고압)에서 막을 통과한 기체분자가 용해된다고 설명해주셨습니다.

막을 통과하면 항상 저압이고, 액체 상태인 것인가요?

3번이 헷갈립니다. 제가 알고 있었던 정보는 D(확산계수)는 1/3*(분자의 평균자유이동거리)*(평균분자속도) 라서

D는 온도의 1.5승에 비례, 압력에 -1승에 비례, 분자량의 -0.5승에 비례 인데

세공 크기가 커질수록 왜 분자확산도도 커지는지 알고싶습니다

 

(추가) 다공질막(세공O)이니까 세공크기가 커지면 분자평균자유이동거리가 작아지니(벽보다 기체분자끼리 충돌)

하여서 확산계수랑 세공크기가 반비례인줄 알았습니다.... 

제 잘못된생각을 지적해주세요 교수님 ㅠ 

이홍주 (25-05-31 16:20)
비다공질 고분자막에서는 기체가 막을 통과해서 용액이 되는것이 아니고, 고압쪽의 기체가 고압쪽 비다공질고분자막에 접촉하면서 고분자막에 용해되어 스며든다고 보시면 됩니다. 이때 고분자막내에서 이동시 용액형태로 이동하고 고분자막을 통과한 이후에는 다시 기체로 이동하는 것으로 보시면 됩니다. (고분자막을 마치 액체막처럼 생각하시면 됩니다.)
막을 중심으로 왼쪽은 고압의 기체이고, 오른쪽은 저압의 기체가 되겠지요.
세공크기는 분자의 평균자유이동거리에 영향을 줍니다. 평균자유이동경로는 분자가 확산시 충돌없이 이동할 수 있는 거리인데 세공이 작으면 평균자유이동거리가 영향을 받게 되어 분자확산도가 변합니다. 당연이 세공이 크게되면 분자가 충돌없이 이동할 수 있는 거리도 증가하게 되겠지요. (세공의 크기가 작으면 분자가 벽하고도 충돌하지만 그안에 존재하는 수많은 분자들이 평균거리가 짧기때문에 충돌도 더 많이 하게 됩니다.)
감사합니다.
이서희 (25-05-31 18:49)
잘못 이해했었군요..... 개념을 바로잡아 주셔서 감사합니다!!!

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