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온도 300K, 압력 100kPa 상태의 공기 0.2kg이 완전히 단열… | [공조냉동기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 17년 1회차
온도 300K, 압력 100kPa 상태의 공기 0.2kg이 완전히 단열된 강체 용기 안에 있다. 패들(paddle)에 의하여 외부로부터 공기에 5kJ의 일이 행해질 때 최종 온도는 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 정압비열과 정적비열은 각각 1.0035kJ/(kgㆍK), 0.7165kJ/(kgㆍK)이다.)
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해설

강체 용기이므로 부피 변화가 없는 정적과정이며, 단열이므로 Q=0Q=0이다. 패들에 의해 외부에서 5kJ의 일이 가해졌으므로 에너지식은 ΔU=5\Delta U = 5kJ이 된다.

정적비열을 이용하면 ΔT=ΔUmcv=50.2×0.716534.9\Delta T = \dfrac{\Delta U}{m c_v} = \dfrac{5}{0.2 \times 0.7165} \approx 34.9K이므로, 최종 온도는 T2=300+34.9335T_2 = 300 + 34.9 \approx 335K로 계산된다.

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