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1[소방설비기사(기계) 필기] 24년 2회차

정압비열이 0.85kJ/kg·K인 이상기체(분자량 44kg/kmol) 3kg이 있다. 이 기체를 부피가 변하지 않는 용기에서 25℃부터 75℃까지 올리려면 필요한 열량은 약 몇 kJ인가?

1

33.1

2

99.2

3

127.5

4

155.8

해설

부피가 묶여 있으면 열은 정적비열로 셈해야 하는데 주어진 값은 정압비열이므로 Cv=Cp−RC_{v}=C_{p}-R 로 먼저 바꾼다.

기체상수는 R=8.31444=0.189 kJ/kg⋅KR=\dfrac{8.314}{44}=0.189\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K} 이니
Cv=0.85−0.189=0.661 kJ/kg⋅KC_{v}=0.85-0.189=0.661\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K} 다.
온도차 75−25=50 K75-25=50\,\text{K} 를 넣으면
Q=3×0.661×50≈99.2 kJQ=3\times 0.661\times 50\approx 99.2\ \text{kJ} 가 나온다.

역으로 Cv=99.23×50=0.661C_{v}=\dfrac{99.2}{3\times 50}=0.661 , 여기에 R 을 더하면 0.85 로 처음 값이 되살아나므로 검산이 된다. 정압비열을 그대로 곱하면 127.5, 기체상수를 반대로 더하면 155.8, 질량을 빠뜨리면 33.1 이 된다.

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