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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 21년 1회차

그림은 고열원으로부터  $Q$ 의 열을 공급받아 외부에  $W$ 만큼 일을 하고 저열원으로  $q$ 의 열을 방출하는 어떤 열기관을 나타낸 것으로  $q=\dfrac{Q}{2}$ 이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

 $q=2W$ 이다.

열기관의 효율은 50 %이다.

 $q$ 를 줄이면 열효율이 떨어진다.

 $Q=W$ 인 열기관을 만들 수 있다.

해설

열기관의 효율은 50 %이다.
에너지 보존으로  $W=Q-q=Q-\dfrac{Q}{2}=\dfrac{Q}{2}$ 이다.
효율  $e=\dfrac{W}{Q}=\dfrac{1}{2}=50\,\%$ 
 $q=2W$ :  $q=W=\dfrac{Q}{2}$ 이므로 틀리다.
방출열을 줄이면 효율 저하: 같은  $Q$ 에서  $q$ 가 줄면  $W$ 가 커져 효율은 오히려 높아진다.
 $Q=W$ 인 열기관: 효율 100 %로 열역학 제2법칙에 위배되어 만들 수 없다.

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