그림 (가)는 압력 P, 부피 V, 절대 온도 T인 일정량의 이상기체가… | [9급 지방직 고졸경채 물리] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 고졸경채 물리] 19년 1회차

그림 (가)는 압력  $P$ , 부피  $V$ , 절대 온도  $T$ 인 일정량의 이상기체가 상자 안에 들어 있는 것을 나타낸 것이다. 기체의 압력을 일정하게 유지하면서 기체에  $5PV$ 의 열을 가하였더니 그림 (나)와 같이 부피가 증가하였고 온도는  $3T$ 가 되었다. 이 과정에서 기체의 내부에너지 변화량은? (단, 상자 안의 기체 분자 수는 일정하다)

 $PV$

 $2PV$

 $3PV$

 $4PV$

해설

열역학 제1법칙으로 구하면 내부에너지 변화량은 3PV이다.
압력이 일정하므로  $\frac{V}{T}$ 가 일정하여 온도가 3배면 부피도  $3V$ 가 된다. 기체가 한 일은  $W = P\Delta V = P(3V - V) = 2PV$ 이다.
 $\Delta U = Q - W = 5PV - 2PV = 3PV$ 로, 가한 열 중 외부에 한 일을 뺀 나머지가 내부에너지 증가량이다.

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