과정 1→2→3 동안 시스템은 120kJ의 열을 흡수했고 80kJ의 일… | [국회직 9급 기계일반] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

과정 1→4→3에서 출입한 열은 60 kJ(흡수)이다. 내부에너지는 상태량이므로 처음과 끝 상태가 같으면 경로가 달라도 변화량이 같다.
경로 1→2→3에 열역학 제1법칙을 적용한다.
$\Delta U=Q-W=120-80=40\,\mathrm{kJ}$
같은 $\Delta U$를 경로 1→4→3에 적용한다.
$Q=\Delta U+W=40+20=60\,\mathrm{kJ}$
열이 -140 kJ이면 $\Delta U=-160\,\mathrm{kJ}$이 되어 경로 1→2→3의 값과 어긋난다.
열이 -80 kJ이면 $\Delta U=-100\,\mathrm{kJ}$이 되어 역시 맞지 않는다.
열이 0이면 $\Delta U=-20\,\mathrm{kJ}$이 되어 내부에너지 증가와 모순이다.
열이 40 kJ이면 $\Delta U$ 값을 그대로 열로 본 것으로, 계가 한 일 20 kJ이 빠졌다.