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1[소방설비기사(기계) 필기] 21년 2회차

질량이 5㎏인 공기(이상기체)가 온도 333K로 일정하게 유지되면서 체적이 10배가 되었다. 이 계(system)가 한 일(kJ)은? (단, 공기의 기체상수는 287J/kg·K이다.)

1

1100

2

220

3

4779

4

478

해설

이 계가 한 일은 약 1100kJ이다.

이상기체가 온도 일정(등온)으로 팽창할 때 계가 한 일은 W=mRTln⁡V2V1W=mRT\ln\dfrac{V_2}{V_1} 이다.
m=5 kgm=5\,\text{kg} , R=287 J/kg⋅KR=287\,\text{J/kg}\cdot\text{K} , T=333 KT=333\,\text{K} , V2V1=10\dfrac{V_2}{V_1}=10 을 대입하면
W=5×287×333×ln⁡10≈1.10×106 JW=5\times287\times333\times\ln10\approx1.10\times10^{6}\,\text{J} 이다.

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