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1[가스기사 필기] 16년 2회차
어떤 용기 속에 1㎏의 기체가 들어 있다. 이 용기의 기체를 압축하는 데 2300㎏f·m의 일을 하였으며, 이때 7kcal의 열량이 용기 밖으로 방출하였다면 이 기체의 내부 에너지 변화량은 약 얼마인가?
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0.7kcal/㎏
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1.0kcal/㎏
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1.6kcal/㎏
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2.6kcal/㎏
해설

내부에너지 변화는 열역학 제1법칙 ΔU=QW\Delta U=Q-W로 구하며, 여기서 WW는 계가 외부에 한 일이다.

기체를 압축하는 데 외부에서 계로 2300 kgf·m의 일을 한 것이므로 계가 한 일은 W=2300kgfmW=-2300\,kgf\cdot m이고, 열은 계 밖으로 7kcal 방출되었으므로 Q=7kcalQ=-7\,kcal이다.

일의 열당량 1kcal427kgfm1\,kcal\approx427\,kgf\cdot m을 이용하면 W23004275.4kcalW\approx-\dfrac{2300}{427}\approx-5.4\,kcal이므로 ΔU=QW7(5.4)1.6kcal\Delta U=Q-W\approx-7-(-5.4)\approx-1.6\,kcal, 즉 기체 1kg당 내부에너지는 약 1.6kcal/kg 줄어든다.

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