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1[공조냉동기계기사 필기] 20년 2회차

어떤 물질에서 기체상수(R)가 0.189kJ/(kg·K), 임계온도가 305K, 임계압력이 7380kPa이다. 이 기체의 압축성 인자(compressibility factor, Z)가 다음과 같은 관계식을 나타낸다고 할 때 이 물질의 20℃, 1000kPa 상태에서의 비체적(v)은 약 몇 m³/kg인가? (단, P는 압력, T는 절대온도, P_r은 환산압력, T_r은 환산온도를 나타낸다.)
 $Z = \dfrac{P_{v}}{RT} = 1 - 0.8\dfrac{P_{r}}{T_{r}}$

0.0111

0.0303

0.0491

0.0554

해설

환산온도와 환산압력은 각각  $T_r = \dfrac{293.15}{305} \approx 0.961$ ,  $P_r = \dfrac{1000}{7380} \approx 0.1355$ 이다.
주어진 관계식에 대입하면  $Z = 1 - 0.8\times\dfrac{0.1355}{0.961} \approx 0.887$ 이 된다.
비체적은  $v = \dfrac{ZRT}{P} = \dfrac{0.887 \times 0.189 \times 293.15}{1000} \approx 0.0491\,m^3/kg$ 로 계산된다.

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