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압력 0.2MPa, 온도 333K의 공기 2㎏이 이상적인 폴리트로픽 과… | [가스기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기사 필기] 18년 3회차
압력 0.2MPa, 온도 333K의 공기 2㎏이 이상적인 폴리트로픽 과정으로 압축되어 압력 2MPa, 온도 523K로 변화하였을 때 그 과정에서의 일량은 약 몇 kJ인가?
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해설

폴리트로픽 과정에서는 T2/T1=(P2/P1)(n1)/nT_2/T_1 = (P_2/P_1)^{(n-1)/n}이 성립한다. 523/333=(2/0.2)(n1)/n=10(n1)/n523/333 = (2/0.2)^{(n-1)/n} = 10^{(n-1)/n}에서 (n1)/n0.196(n-1)/n \approx 0.196이 되어 n1.244n \approx 1.244로 구해진다.

폴리트로픽 과정의 일량은 W=mR(T1T2)n1W = \dfrac{mR(T_1-T_2)}{n-1}로 구한다. 공기의 기체상수 R=0.287 kJ/kgKR=0.287\ kJ/kg\cdot K를 대입하면 W=2×0.287×(333523)1.2441447 kJW = \dfrac{2 \times 0.287 \times (333-523)}{1.244-1} \approx -447\ kJ가 된다.

음의 부호는 외부에서 기체에 압축일을 가했음을 의미한다.

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