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1[소방설비기사(기계) 필기] 21년 3회차

초기 상태에서 압력 100kPa, 온도 15℃인 공기가 있다. 공기의 부피가 초기 부피의 1/20이 될 때까지 가역단열 압축할 때 압축 후의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

1

682

2

912

3

348

4

54

해설

압축 후의 온도는 약 682℃ 이다.

가역단열(등엔트로피) 과정의 온도-부피 관계는 T2T1=(V1V2)k−1\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)^{k-1} 이다.
초기온도 T1=15+273=288T_1=15+273=288 K, 부피비 V1/V2=20V_1/V_2=20 , k=1.4k=1.4 이므로
T2=288×200.4=288×3.314=954.6T_2=288\times 20^{0.4}=288\times 3.314=954.6 K이다.
따라서 954.6−273=681.6954.6-273=681.6 ℃이다.

단열압축은 외부와 열교환 없이 압축일이 전부 내부에너지로 전환되므로 온도가 크게 상승한다.

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