마찰이 없는 피스톤에 12℃, 150kPa의 공기 1.2kg이 들어 있… | [공조냉동기계기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 15년 3회차

마찰이 없는 피스톤에 12℃, 150kPa의 공기 1.2kg이 들어 있다. 이 공기가 600kPa로 압축되는 동안 외부로 열이 전달되어 온도는 일정하게 유지되었다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 얼마인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이며, 이상기체로 가정한다.)

-136kJ

-100kJ

-13.6kJ

-10kJ

해설

압축이 진행되는 동안 온도가 일정하게 유지되는 등온과정이므로 계가 한 일은  $W = mRT\ln\dfrac{P_1}{P_2}$ 으로 구한다.
절대온도  $T = 12+273 = 285\,K$ 를 대입하면  $W = 1.2\times0.287\times285\times\ln\dfrac{150}{600} \approx 98.15\times(-1.386) \approx -136\,kJ$ 이 된다.
부피가 줄어드는 압축 과정이므로 계가 외부에 하는 일은 음(-)의 값으로 나타나며, 이는 외부에서 계로 일이 가해졌음을 의미한다.

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