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피스톤-실린더 안에 있는 압력 300kPa, 온도 400K의 일정 질량… | [에너지관리산업기사 필기] 2023년 기출복원 모의고사 2회 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리산업기사 필기] 2023년 기출복원 모의고사 2회
피스톤-실린더 안에 있는 압력 300kPa, 온도 400K의 일정 질량의 이상기체가 등엔트로피 과정을 통하여 압력이 100kPa으로 변화한 후 평형을 이루었다. 비열비가 1.4이면 최종 온도는?
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해설

단열가역(등엔트로피) 과정에서는 이상기체 관계식 T2T1=(P2P1)k−1k\dfrac{T_2}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} 이 성립한다.

비열비 k=1.4k=1.4, T1=400 KT_1=400\,\mathrm{K}, P1=300 kPaP_1=300\,\mathrm{kPa}, P2=100 kPaP_2=100\,\mathrm{kPa}를 대입하면 지수 k−1k≈0.286\dfrac{k-1}{k}\approx0.286이고, T2=400×(100300)0.286≈292 KT_2 = 400 \times \left(\dfrac{100}{300}\right)^{0.286} \approx 292\,\mathrm{K}로 계산된다.

압력이 3분의 1로 낮아지는 등엔트로피 팽창이므로 온도도 함께 떨어지지만, 지수가 1보다 작아 압력비만큼 크게 떨어지지는 않는다.

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