300 K, 1 atm의 아르곤(Ar) 기체 1몰이 닫힌계에서 가역공정… | [7급 국가직 화공열역학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

부피가 2배가 될 때 일의 크기는 등압 > 등온 > 단열 순이다.
등압: $|W|=P\Delta V=PV_1=RT$
등온: $|W|=RT\ln 2\approx 0.69RT$
단열(단원자, $\gamma=\tfrac{5}{3}$): $|W|=\dfrac{RT\left[1-(1/2)^{2/3}\right]}{\gamma-1}\approx 1.5\times 0.37RT\approx 0.56RT$
P-V 선도에서 등압선은 압력이 유지되고, 등온선은 압력이 떨어지며, 단열선은 온도까지 떨어져 압력이 가장 빨리 감소하므로 곡선 아래 넓이가 이 순서로 작아진다.
등온을 가장 크다고 보는 배열은 등압 팽창에서 외부로 하는 일이 $RT$로 더 큰 점을 놓친 것이다.
단열을 등온보다 앞에 두는 배열은 단열 팽창 중 온도가 내려가 압력이 더 낮아지는 점과 어긋난다.