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밀폐시스템에서 초기 상태가 300K, 0.5m3인 이상기체를 등온과정으… | [공조냉동기계기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 18년 3회차
밀폐시스템에서 초기 상태가 300K, 0.5m3인 이상기체를 등온과정으로 150kPa에서 600 kPa까지 천천히 압축하였다. 이 압축과정에 필요한 일은 약 몇 kJ인가?
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해설

이상기체의 등온과정에서 기체가 한 일은 W=P1V1lnV2V1=P1V1lnP1P2W = P_1V_1\ln\dfrac{V_2}{V_1} = P_1V_1\ln\dfrac{P_1}{P_2}로 구한다(등온이므로 P1V1=P2V2P_1V_1=P_2V_2).

P1V1=150×0.5=75 kJP_1V_1 = 150\times0.5 = 75\ \text{kJ}이고 P1/P2=150/600=0.25P_1/P_2 = 150/600=0.25이므로 W=75×ln(0.25)104 kJW = 75\times\ln(0.25) \approx -104\ \text{kJ}가 된다. 값이 음수인 것은 기체가 일을 받았다는 뜻이므로, 압축에 필요한 일은 약 104 kJ104\ \text{kJ}이다.

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