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1[소방설비기사-기계] 가끔 나오는 문제 · 최근 10회 중 1회 (463)

출제 23-2/21-1/17-3
질량  $m$ [kg]의 어떤 기체로 구성된 밀폐계가  $Q$ [kJ]의 열을 받아 일을 하고, 이 기체의 온도가  $\Delta T$ [℃] 상승하였다면 이 계가 외부에 한 일  $W$ [kJ]을 구하는 계산식으로 옳은 것은? (단, 이 기체의 정적비열은  $C_V$ [kJ/kg·K], 정압비열은  $C_P$ [kJ/kg·K]이다)

 $W=Q-mC_V\Delta T$

 $W=Q-mC_P\Delta T$

 $W=Q+mC_V\Delta T$

 $W=Q+mC_P\Delta T$

해설

밀폐계(비유동계)의 열역학 제1법칙은 $Q=\Delta U+W$ 이고, 내부에너지 변화는 정적비열로 $\Delta U=mC_V\Delta T$ 로 계산한다. 따라서 이 계가 외부에 한 일은 $W=Q-mC_V\Delta T$ 이다. 정압비열 $C_P$ 는 개방계(유동계)의 엔탈피 변화 $\Delta H=mC_P\Delta T$ 에 쓰이는 값이므로 $W=Q-mC_P\Delta T$ 는 옳지 않다.

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