피스톤-실린더 시스템에 100kPa 의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들어있다. 초기 체적은 0.5m 3 이고, 이 시스탬에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m 3 이 되었다. 이 과정 중 시스템에 가해진 열량(kJ)은 얼마인가?

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피스톤-실린더 시스템에 100kPa 의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들… | [공조냉동기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 22년 2회차

피스톤-실린더 시스템에 100kPa 의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들어있다. 초기 체적은 0.5m³이고, 이 시스탬에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m³이 되었다. 이 과정 중 시스템에 가해진 열량(kJ)은 얼마인가?

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해설

등온과정에서 이상기체가 한 일(=가해진 열량)은  $Q = W = mRT\ln\dfrac{V_2}{V_1}$ 이며, 이상기체 상태방정식에서  $RT = \dfrac{P_1V_1}{m} = \dfrac{100 \times 0.5}{1} = 50\ \text{kJ/kg}$ 이다.
따라서  $Q = 50 \times \ln\left(\dfrac{1.0}{0.5}\right) = 50 \times \ln 2 \approx 34.7\ \text{kJ}$ 로 계산된다.

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