질소의 정압 몰열용량 Cp [J/molㆍK] 가 다음과 같고 1mol의… | [가스기능장 필기] 25년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 25년 2회차

질소의 정압 몰열용량 Cp [J/molㆍK] 가 다음과 같고 1mol의 질소를 1atm 하에서 600℃ 로부터 20℃로 냉각하였을 때 발생하는 열량은 약 몇 kJ 인가? (단, R 은 이상기체상수이다.)

15.6

16.6

17.6

18.6

해설

냉각 시 방출되는 열량은  $Q=\int C_p\,dT$ 이며, 주어진 정압 몰열용량 식  $\dfrac{C_p}{R}=3.3+0.6\times10^{-3}T$ 를 이용해  $C_p=R\left(3.3+0.6\times10^{-3}T\right)$ 를 600℃(873K)에서 20℃(293K)까지 적분한다.
적분 결과는  $Q=R\left[3.3\left(T_1-T_2\right)+\dfrac{0.6\times10^{-3}}{2}\left(T_1^2-T_2^2\right)\right]$ 이고, 수치를 대입하면 R×(1914+202.9)=8.314×2116.9≈17,600J이 된다.
따라서 냉각 시 방출되는 열량은 약 17.6kJ이다.

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