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1[소방설비기사(기계) 필기] 17년 3회차

질량 m[kg]의 어떤 기체로 구성된 밀폐계가 Q[kg]의 열을 받아 일을 하고, 이 기체의 온도가 △C℃ 상승하였다면 이 계가 외부에 한 일(W)은? (단, 이 기체의 정적비열은 Cv[kJ/(kg·K)], 정압비열은 Cp[kJ/(kg·K)]이다.)

 $W = Q + mC_p\Delta T$

 $W = Q + mC_v\Delta T$

 $W = Q - mC_p\Delta T$

 $W = Q - mC_v\Delta T$

해설

밀폐계(비유동계)의 열역학 제1법칙은 $Q = \Delta U + W$ 이다. 기체의 내부에너지 변화는 정적비열로 계산되므로 $\Delta U = m C_v \Delta T$ 이다. 따라서 이 계가 외부에 한 일은 $W = Q - m C_v \Delta T$ 이다. 정압비열 $C_p$ 를 쓴 식은 엔탈피 변화(개방계 정압과정)에 해당하는 값이므로 밀폐계 내부에너지 계산에는 쓰지 않는다.

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