일정한 압력으로 유지되는 피스톤－실린더 장치 내에 초기온도가 300 K… | [7급 국가직 화공열역학] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 화공열역학] 25년 1회차

일정한 압력으로 유지되는 피스톤－실린더 장치 내에 초기온도가 300 K인 이상기체 2몰이 밀폐되어있다. 장치 내부로 800 J의 열이 유입될 때, 이상기체의 최종온도[K]는? (단, 정적 열용량은  $\frac{3}{2}R$ 이고, 기체상수  $R$  ＝ 8 J mol^-1 K^-1이다. 가역 공정이고, 기체의 운동에너지와 위치에너지 변화는 무시한다)

해설

이상기체의 최종온도는 320 K이다.
정압 가역 공정에서  $Q = nC_P\Delta T$ 이고, 이상기체는  $C_P = C_V + R = \dfrac{5}{2}R = 20\ \mathrm{J\,mol^{-1}\,K^{-1}}$ 이다.
 $\Delta T = \dfrac{800}{2 \times 20} = 20\ \mathrm{K}$ 
 $T_2 = 300 + 20 = 320\ \mathrm{K}$ 
정압인데 정적 열용량을 그대로 쓰면  $\Delta T \approx 33\ \mathrm{K}$ 로 과대 계산된다.

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