파일의 표의 계산에 대한 질문 내용은;
3가지 방법(CO2:O2:N2의 혼합비를 3방법으로..)으로 가스를 혼합하여 각각 혼합비(각 가스의 %임)에 따라 농도, 몰수, 몰%농도를 계산한 결과입니다.
3종류의 혼합비 변화에 따라서 계산된 결과를 비교 설명하려 하는데, 각각의 성분 차이가 무엇을 나타내고, 그 차이는 각 가스에 어떤 영향을 미치는지요?
결론은 각 성분 차이의 해석에 관한 문제입니다.
아울러 위 질문 외에 다른 해석이 있다면 함께 설명해 주시면 감사하겠습니다.
1)
> 3종류의 혼합비 변화에 따라서 계산된 결과를 비교 설명하려 하는데, 각각의 성분 차이가 무엇을 나타내고, 그 차이는 각 가스에 어떤 영향을 미치는지요? <
아직도 질문의 본의를 이해하기 힘듭니다만 질문의 키워드를 기준으로 답변해 봅니다.
(2)
< 각각의 성분 차이가 무엇을 나타내고, 그 차이는 각 가스에 어떤 영향을 미치는지요?..>
혼합비(CO2:O2:N2=a:b:c, a+b+c=100이 되도록 나타낸 혼합비)에 따라 설정값에 대한 실측치의 비 즉 CF가 달라진다는 것을 의미합니다. 즉
① CO2:O2:N2 = 11.1:10.43:78.47 일 때 CF=11.27/10.45=1.0785,
② CO2:O2:N2 = 14.96:15.25:69.79 일 때 CF=10.6/10.03=1.0568,
③ CO2:O2:N2 = 20.84:19.89:59.27 일 때
CF=10.8/10.46=1.0325,
<혼합비에 따라 질량기준 농도와 몰 농도가 달라지는 것>은 당연하고 <각 성분의 농도가 달라지면 환산계수(CF)가 달라진다는 것>외에 다른 어떤 의미도 가질 수 없습니다. 이 밖에 또 다른 의미를 찾고 싶은 것입니까?
(3) 문제는 각 가스의 종류에 따른 환산계수(CF)와 혼합가스의 CF가 관심사항인데... 이는 MFM에 주어진 각각의 CF값들과 지시치 기준 농도의 비로부터 계산이 가능합니다.
그 계산하는 방법을 알아내는 방법은 다음과 같습니다.
만일 CO2, O2, N2의 CF가 각각 CF1, CF2, CF3라고 하고
각각의 지시유량을 질량으로 M1, M2, M3라고 하면, 이를 기준으로 한 전체 유량은 (지시치로)
M = M1 + M2 + M3 .......(1)가 되고
실제의 유량은 각각 (CF1)*M1 + (CF2)*M2 + (CF3)*M3가 되므로 각각의 실제질량 유량을 더하면 전체의 실제유량이 얻어집니다. 즉
(CF*M) = (CF1)*M1 + (CF2)*M2 + (CF3)*M3 .....(2)
여기서 (2)식의 양변을 M으로 나누면 혼합물의 CF를 구하는 수식을 만들어 낼 수가 있습니다.
새로운 가스의 혼합물을 MFM으로 측정하여 1:2:5 비율로 섞었을 때 (A+B+C ≠100)이라고 하고 이 혼합가스를 같은 MFM으로 측정해서 1000 g/h의 유량이 흐르고 있다고 하면 이 유량의 실제 유량은 얼마가 되고 각각의 실제 질량 및 몰농도는 어떻게 될까?
(풀이)
1) A+B+C=100 이 아니므로 A:B:C=a:b:c, a+b+c=100이 되도록 a,b,c의 값을 구한다. (이 비는 실제의 양의 비가 아니고 단순히 MFM 지시치의 비율임)
a/A=b/B=c/C=(a+b+c)/(A+B+C)=100/(1+2+5), A=1,B=2,C=5 ==> a=100/8=12.5, b=200/8=25, c=500/8=52.5
따라서 전체가 100이 되도록 하는 혼합비=12.5:25:52.5
2) 실제의 농도
CO2의 실제 농도,질량분율 = (CF1)*(1)/{(CF1*1)+(CF2*2)+(CF3*5)}
O2의 실제 농도, 질량분율 = (CF2)*(2)/{(CF1*1)+(CF2*2)+(CF3*5)}
N2의 실제 농도, 질량분율 = (CF3)*(5)/{(CF1*1)+(CF2*2)+(CF3*5)}
