견고한 밀폐 용기 안에 공기가 압력 100kPa, 체적 1m3, 온도 … | [공조냉동기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 22년 2회차

견고한 밀폐 용기 안에 공기가 압력 100kPa, 체적 1m³, 온도 20℃ 상태로 있다. 이 용기를 가열하여 압력이 150kPa 이 되었다. 최종상태의 온도와 가열량은 각각 얼마인가? (단, 공기는 이상기체이며, 공기의 정적비열은 0.717 kJ/(kg·K), 기체상수는 0.287 kJ/(kg·K) 이다.)

303.2K, 117.8kJ

303.2K, 124.9kJ

439.7K, 117.8kJ

439.7K, 124.9kJ

해설

밀폐 용기이므로 체적이 일정한 등적과정이며, 이상기체 상태방정식에서 압력과 온도는 비례하므로  $T_2 = T_1 \times \dfrac{P_2}{P_1} = 293.15 \times \dfrac{150}{100} \approx 439.7\ \text{K}$ 가 된다.
공기 질량은  $m = \dfrac{P_1 V}{R T_1} = \dfrac{100 \times 1}{0.287 \times 293.15} \approx 1.189\ \text{kg}$ 이다.
등적과정의 가열량은  $Q = m C_v (T_2-T_1) \approx 1.189 \times 0.717 \times (439.7-293.15) \approx 124.9\ \text{kJ}$ 로 계산된다.

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