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1[7급 국가직 물리학개론] 23년 1회차
이상기체로 채워진 부피 2.0 m3\mathrm{m}^{3}인 실린더에 8.0×1058.0\times 10^{5} Pa의 외부 압력을 가하여 부피가 축소되는 과정에서 6.4×1056.4\times 10^{5} J의 에너지가 실린더로부터 방출되었다. 만약 실린더 내부의 온도가 변화하지 않았다면 실린더의 최종 부피[m3\mathrm{m}^{3}]는?
1
0.6
2
0.8
3
1.0
4
1.2
해설

등온 과정이므로 방출된 열은 외부가 한 일과 같고, 최종 부피는 1.2 m3\mathrm{m}^{3}이다.

이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로 ΔU=0\Delta U=0이고, 외부가 해 준 일 = 방출 열량이다.
W=PΔV=6.4×105 JW=P\Delta V=6.4\times10^{5}\,\mathrm{J}

부피 감소량: ΔV=6.4×1058.0×105=0.8 m3\Delta V=\dfrac{6.4\times10^{5}}{8.0\times10^{5}}=0.8\,\mathrm{m}^{3}
최종 부피: 2.0−0.8=1.2 m32.0-0.8=1.2\,\mathrm{m}^{3}

  • 0.8은 최종 부피가 아니라 부피 감소량이다.
  • 0.6과 1.0은 일과 열량의 관계에서 나오지 않는 값이다.

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