르샤틀리에 혼합가스 폭발하한계

📖 5분 정리무료 공개이론 근거 정리

1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

30회 시험 중에서 14번 나왔습니다
2012~2022년 기출 30회 시험 기준

출제 회차 2013년 3차 · 2014년 1차 · 2014년 2차 · 2014년 3차 · 2015년 1차 · 2015년 2차 · 2015년 3차 · 2018년 2차 · 2019년 1차 · 2019년 3차 · 2020년 1차 · 2020년 2차 · 2022년 1차 · 2022년 2차

2 쉬운 설명

르샤틀리에 법칙은 여러 가스를 섞었을 때 혼합가스의 폭발한계를 구하는 식이다. 이 개념에서는 성분별 비율과 성분별 폭발하한계를 알 때 혼합가스의 폭발하한계를 계산한다.

5문단 · 상세한 내용보기접어서 간단히 보기

식은 L = 100 ÷ (V1/L1 + V2/L2 + V3/L3) 모양이다(V는 각 가스의 비율, L1·L2·L3는 각 가스의 하한계, L은 혼합가스의 하한계). 각 가스의 비율을 그 가스의 하한계로 나눈 값을 모두 더하고, 100을 그 합으로 나눈다.

혼합가스에 공기가 들어 있으면 공기는 빼고 계산한다. 가연성 가스의 합을 분자에 놓고, 각 가스의 농도를 하한계로 나눈 값의 합으로 나눈다. 메탄 1vol%, 헥산 2vol%, 에틸렌 2vol%, 공기 95vol%인 경우 가연성 가스 합계는 1 + 2 + 2 = 5vol%이다.

계산 순서는 이렇다. 1단계 가연성 가스 합계를 구한다(5vol%). 2단계 분모를 구한다: 1/5.0 + 2/1.1 + 2/2.7 = 0.200 + 1.818 + 0.741 = 2.759. 3단계 5 ÷ 2.759 = 약 1.81vol%이므로 정답은 1.8이다.

체적비로 주어지면 먼저 비율(%)로 바꾼다. 프로판과 메탄이 3:1이면 프로판 3/4 = 75%, 메탄 1/4 = 25%이다. 프로판 하한계 2.5vol%, 메탄 하한계 5.0vol%일 때 75 ÷ 2.5 = 30, 25 ÷ 5.0 = 5, 합 = 35이고 L = 100 ÷ 35 = 2.857, 약 2.9vol%이다.

여러 혼합가스 중 폭발하한계가 가장 낮은 것을 고르는 문제에서는 하한이 낮은 가스의 비율이 높을수록 혼합가스의 하한도 낮아진다. 메탄 5vol%, 에탄 2vol%, 프로판 2.1vol%에서는 하한이 낮은 에탄과 프로판의 비율이 가장 높은 ①(메탄 20, 에탄 30, 프로판 50)이 약 2.34vol%로 가장 낮고, ②는 약 2.50, ③은 약 2.68, ④는 약 2.90vol%이다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 L = 100 ÷ Σ(비율/하한). 공기가 섞여 있으면 100 대신 가연성 가스의 합(V1+V2+V3)을 분자에 놓는다. 하한 낮은 가스가 많을수록 L이 낮다.
함정 주의 공기가 섞여 있으면 공기는 빼고 계산한다. 가연성 가스 합 대신 다른 값을 분자에 넣지 않는다.
  • 혼합 하한계 식은 L = 100 ÷ Σ(비율÷하한계)이다. 분모는 각 가스의 비율을 그 가스의 하한계로 나눈 값의 합이다.
  • 공기가 섞여 있으면 공기는 빼고 계산한다. 분자는 100이 아니라 가연성 가스의 합이다(메탄 1, 헥산 2, 에틸렌 2이면 5vol%).
  • 체적비(3:1)로 주어지면 비율(%)로 바꾼 뒤 넣는다. 3:1은 75%와 25%이다.
체크리스트 더 보기 2개 더체크리스트 접기
  • 하한이 낮은 가스의 비율이 높을수록 혼합가스의 하한은 낮아진다. 「가장 낮은 것」을 고를 때는 하한이 낮은 에탄·프로판 비율이 높은 보기를 찾는다.
  • 성분 가스 하나의 하한계 값은 혼합가스의 값이 아니다(메탄 5.0·에탄 3.0·프로판 2.1vol%일 때 2.1vol%는 프로판 한 가지의 하한계이다).

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2022-04-24 시행 화학설비위험방지기술 99번 — 혼합가스 중 하한이 가장 낮은 것메탄, 에탄, 프로판의 폭발하한계가 각각 5vol%, 2vol%, 2.1vol%일 때 다음 중 폭발하한계가 가장 낮은 것은? (단, Le Chatelier의 법칙을 이용한다.)계산해설 보기 →2020-08-22 시행 화학설비위험방지기술 98번 — 프로판·메탄 3:1 혼합 하한프로판과 메탄의 폭발하한계가 각각 2.5, 5.0vol% 이라고 할 때 프로판과 메탄이 3:1의 체적비로 혼합되어 있다면 이 혼합가스의 폭발하한계는 약 몇 vol%인가? (단, 상온, 상압 상태이다.)계산해설 보기 →2020-06-06 시행 화학설비위험방지기술 99번 — 공기 포함 혼합가스의 하한메탄 1vol%, 헥산 2vol%, 에틸렌 2vol%, 공기 95vol%로 된 혼합가스의 폭발하한계값(vol%)은 약 얼마인가? (단, 메탄, 헥산, 에틸렌의 폭발하한계 값은 각각 5.0, 1.1, 2.7vol% 이다.)계산해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 10개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

르샤틀리에 식
여러 가연성 가스가 섞였을 때 혼합물의 폭발한계를 성분별 비율과 한계값으로 구하는 식.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 10문항이 인용
폭발하한계
공기와 섞인 가연성 가스가 불을 붙이면 폭발할 수 있는 가장 낮은 농도(vol%).
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 5문항이 인용
르샤틀리에 법칙
혼합가스의 연소한계를 각 가스의 비율과 연소한계로 구하는 식.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 3문항이 인용
vol%
전체 부피에서 차지하는 부피 백분율.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
양론농도
연료와 공기가 남김없이 반응하는 이상적인 비율의 연료 농도
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
연소하한(LFL)
공기와 섞였을 때 불이 붙을 수 있는 가연성 가스의 가장 낮은 농도(vol%).
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
연소하한값(LFL)
공기 중에서 불이 붙을 수 있는 가연성 가스의 가장 낮은 농도.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
용적비율
혼합가스에서 각 성분이 차지하는 부피 비율.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
폭발하한
공기 중에서 불이 붙어 폭발할 수 있는 가스 농도의 가장 낮은 값.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
폭발하한(LFL)
공기와 섞였을 때 폭발할 수 있는 가스의 가장 낮은 농도입니다.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 14문항 중 1문항이 인용
이 단원 기출문제 보기가입 없이 · 연소·폭발 이론(폭발한계·화재폭발)이 단원 문제 풀어보기 — 도장깨기가입하면 열립니다

연소·폭발 이론(폭발한계·화재폭발) 핵심개념 목록으로

무료로 시작하기