그림과 같이 실린더 내부에 기체가 밀폐되어 있다. 실린더에는 피스톤이 … | [국회직 9급 기계일반] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

이 문항에서 구하는 값은 $5\ \mathrm{kJ}$로, 등압 팽창에서 기체가 외부에 한 경계일에 해당한다.
추와 피스톤의 무게가 일정하므로 압력이 일정한 과정이고, 일은 압력과 체적 변화의 곱이다.
$W=P\Delta V$
$W=100\ \mathrm{kPa}\times(0.1-0.05)\ \mathrm{m^{3}}$
$W=5\ \mathrm{kJ}$
엄밀히는 열역학 제1법칙 $Q=\Delta U+W$에 따라 공급 열에 내부에너지 증가분도 포함된다. 다만 문제에 비열 등 $\Delta U$를 구할 조건이 없으므로, 일을 공급 열로 보고 푸는 문항이다.
$2\ \mathrm{kJ}$는 틀리다. 같은 압력에서 체적이 $0.02\ \mathrm{m^{3}}$만 늘어야 나오는 값이다.
$3\ \mathrm{kJ}$는 틀리다. 체적 변화가 $0.03\ \mathrm{m^{3}}$일 때의 값이다.
$4\ \mathrm{kJ}$는 틀리다. 체적 변화가 $0.04\ \mathrm{m^{3}}$일 때의 값이다.
$6\ \mathrm{kJ}$는 틀리다. 체적 변화가 $0.06\ \mathrm{m^{3}}$일 때의 값이다.