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대기압이 0.1 MPa인 곳에서 27℃의 공기를 대기압 상태로 흡입하여… | [가스기능장 필기] 25년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 25년 2회차
대기압이 0.1 MPa인 곳에서 27℃의 공기를 대기압 상태로 흡입하여 게이지압력 0.7 MPa까지 가역 단열압축하였다. 압축 후 공기의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기는 이상기체이고 비열비 k = 1.4이며, 70.2857≈1.7447^{0.2857}\approx 1.744, 80.2857≈1.8118^{0.2857}\approx 1.811이다.)
1
49℃
2
250℃
3
270℃
4
416℃
해설

압축 후 온도는 약 270℃이다.

가역 단열과정의 온도-압력 관계식에 절대압력과 절대온도를 대입한다.
절대압력: P1=0.1 MPa,  P2=0.7+0.1=0.8 MPaP_1=0.1\,\mathrm{MPa},\;P_2=0.7+0.1=0.8\,\mathrm{MPa}
T2=T1(P2P1)(k−1)/k=300×80.2857≈543.4 KT_2=T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{(k-1)/k}=300\times 8^{0.2857}\approx 543.4\,\mathrm{K}
543.4−273≈270 ∘C543.4-273\approx 270\,^{\circ}\mathrm{C}

  • 250℃는 게이지압력 0.7 MPa를 절대압력으로 고치지 않아 압력비를 7로 계산한 값이다.
  • 49℃는 절대온도 300 K 대신 섭씨온도 27을 그대로 곱한 값이다.
  • 416℃는 지수를 k−1k\dfrac{k-1}{k}가 아닌 k−1=0.4k-1=0.4로 잘못 적용한 값이다.

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