# 프로판(C₃H₈) 1몰의 이론공기량(몰 기준)은? (C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O)

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> subject: 대기환경 계산문제

## 문제

프로판(C₃H₈) 1몰의 이론공기량(몰 기준)은? (C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O)

## 보기

1. 9.52몰
2. 19.05몰
3. 약 23.81몰 **✔ 정답**
4. 21.0몰
5. 25.0몰

**정답: 3**

## 해설

Air=5/0.21≈23.81몰.

## 심화 해설

연소 공학의 기본이 되는 '이론 공기량' 계산에 관한 것이에요. 프로판 같은 탄화수소 연료가 완전 연소할 때 필요한 최소 공기량을 구하는 방법을 이해해야 해요. 핵심은 주어진 화학 반응식에서 산소 몰수를 먼저 찾고, 공기 중 산소의 몰 분율(약 21%)로 나누는 거예요.

정답이 3번인 이유는 프로판 연소 반응식 C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O에서 필요한 산소가 5몰이라는 점에서 출발해요. 공기는 산소만으로 이루어지지 않았고, 약 21%만 산소이기 때문에 실제 필요한 공기량은 5몰을 0.21로 나눈 값인 약 23.81몰이 돼요. 이 계산은 연소 효율을 평가하고, 대기 오염물질 발생을 예측하는 데 필수적인 기초 지식이에요.

실무에서는 이론 공기량을 기준으로 실제 공급 공기량을 결정해 연소 효율을 최적화하고, 불완전 연소에 의한 일산화탄소나 미연탄화수소 발생을 줄여요. 특히 보일러나 난방 설비 운영 시 에너지 절약과 환경 규제 준수를 위해 꼭 숙지해야 할 개념이에요.

## 임상 시나리오

한 공장에서 프로판을 연소하는 보일러를 운영하고 있어요. 설계 당시 이론 공기량을 20몰로 가정하고 공기 공급 장치를 설정했는데, 실제 운전에서 연소 불완전으로 인해 일산화탄소가 많이 발생했어요. 점검 결과 이론 공기량 계산을 잘못해 공기 공급이 부족했던 거예요.

## 핵심 개념

- **이론 공기량** — 연료가 완전 연소하는 데 필요한 최소 공기량으로, 화학 반응식의 산소 몰수와 공기 중 산소 농도를 기반으로 계산해요.
- **완전 연소** — 연료가 충분한 공기 중에서 이산화탄소와 물로 완전히 산화되는 이상적인 연소 상태를 말해요.
- **몰 분율** — 혼합물에서 어떤 성분의 몰수가 전체 몰수에서 차지하는 비율로, 공기 중 산소의 몰 분율은 약 0.21이에요.
- **연소 반응식** — 연료와 산소의 화학 반응을 화학식으로 나타낸 것으로, 반응물과 생성물의 몰 관계를 이해하는 기초가 돼요.
- **공기 비율** — 실제 공급 공기량을 이론 공기량으로 나눈 값으로, 1보다 크면 과잉 공기, 작으면 공기 부족 상태를 의미해요.

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