이상기체 1kg이 초기에 압력 2kPa, 부피 0.1m 3 를 차지하고 있다. 가역등온과정에 따라 부피가 0.3m 3 로 변화했을 때 기체가 한 일(J)은 얼마인가?

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이상기체 1kg이 초기에 압력 2kPa, 부피 0.1m3를 차지하고 있… | [공조냉동기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 22년 1회차

이상기체 1kg이 초기에 압력 2kPa, 부피 0.1m³를 차지하고 있다. 가역등온과정에 따라 부피가 0.3m³로 변화했을 때 기체가 한 일(J)은 얼마인가?

해설

등온과정에서 이상기체가 하는 일은  $W = P_1 V_1 \ln\dfrac{V_2}{V_1}$  로 구한다.
압력을 Pa 단위로 바꾸면  $P_1 = 2000\ \text{Pa}$ 이므로  $P_1V_1 = 2000 \times 0.1 = 200\ \text{J}$ 이고, 부피비는  $\dfrac{0.3}{0.1}=3$ 이다.
따라서  $W = 200 \times \ln 3 \approx 200 \times 1.0986 \approx 220\ \text{J}$ 로 계산된다.

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