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체적이 일정하고 단열된 용기 내에 80℃, 320 kPa의 헬륨 2kg… | [공조냉동기계기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 19년 1회차
체적이 일정하고 단열된 용기 내에 80℃, 320 kPa의 헬륨 2kg이 들어 있다. 용기 내에 있는 회전날개가 20W 의 동력으로 30분 동안 회전한다고 할 때 용기 내의 최종 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 헬륨의 정적비열은 3.12 kJ/(kg·K) 이다.)
1
81.9℃
2
83.3℃
3
84.9℃
4
85.8℃
해설

단열 용기 내에서 회전날개가 한 일은 모두 내부에너지 증가로 전환된다. 회전날개가 한 일은 W=20W×1800s=36,000J=36kJW = 20\,\text{W} \times 1800\,\text{s} = 36{,}000\,\text{J} = 36\,\text{kJ}이다.

정적비열을 이용하면 온도 상승은 ΔT=362×3.125.77K\Delta T = \dfrac{36}{2 \times 3.12} \approx 5.77\,\text{K}이므로, 최종 온도는 80+5.7785.8C80 + 5.77 \approx 85.8\,^\circ\text{C}로 계산된다.

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