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1[공조냉동기계기사 필기] 22년 1회차

온도 100℃, 압력 200kPa의 이상기체 0.4kg이 가역단열과정으로 압력이 100kPa로 변화하였다면, 기체가 한 일(kJ)은 얼마인가? (단, 기체 비열비 1.4, 정적비열 0.7 kJ/kg·K 이다.)

13.7

18.8

23.6

29.4

해설

가역단열(등엔트로피) 과정의 온도-압력 관계식으로 팽창 후 온도를 구하면,  $T_2 = T_1 \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} = 373 \times \left(\dfrac{100}{200}\right)^{0.2857} \approx 306\ \text{K}$ 이다.
단열과정에서는 계가 한 일이 내부에너지 감소량과 같으므로  $W = mC_v(T_1 - T_2) = 0.4 \times 0.7 \times (373-306) \approx 18.8\ \text{kJ}$ 로 계산된다.

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