온도 150℃, 압력 0.5MPa의 공기 0.2kg이 압력이 일정한 과… | [공조냉동기계기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 18년 2회차

온도 150℃, 압력 0.5MPa의 공기 0.2kg이 압력이 일정한 과정에서 원래 체적의 2배로 늘어난다. 이 과정에서의 일은 약 몇 kJ인가? (단, 공기는 기체상수가 0.287kJ/(kgㆍK)인 이상기체로 가정한다.)

12.3kJ

16.5kJ

20.5kJ

24.3kJ

해설

정압과정의 일은  $W = P(V_2-V_1)$ 로 구하며, 먼저 이상기체 상태방정식  $PV=mRT$ 로 초기 체적을 구한다.
온도  $T=150+273.15=423.15\,\text{K}$ , 압력  $P=500\,\text{kPa}$ 를 대입하면  $V_1=\dfrac{mRT}{P}=\dfrac{0.2\times0.287\times423.15}{500}\approx0.0486\,\text{m}^3$ 이고, 체적이 2배가 되었으므로 증가량도  $0.0486\,\text{m}^3$ 이다.
따라서 일은  $W=500\times0.0486\approx24.3\,\text{kJ}$ 로 계산된다.

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