기체가 0.3MPa의 일정한 압력하에 8m 3 에서 4m 3 까지 마찰 없이 압축되면서 동시에 500kJ의 열을 외부에 방출하였다면, 내부에너지(kJ)의 변화는 어떻게 되는가?

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1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 19년 2회차

기체가 0.3MPa의 일정한 압력하에 8m³에서 4m³까지 마찰 없이 압축되면서 동시에 500kJ의 열을 외부에 방출하였다면, 내부에너지(kJ)의 변화는 어떻게 되는가?

700kJ 증가하였다.

1700kJ 증가하였다.

1200kJ 증가하였다.

1500kJ 증가하였다.

해설

일정 압력(정압) 과정에서 기체가 외부에 한 일은  $W=P\Delta V=0.3\ \text{MPa}\times(4-8)\ \text{m}^3=-1200\ \text{kJ}$ 로, 부피가 줄었으므로 실제로는 외부에서 기체에 1200kJ만큼 일을 해준 것이다.
열역학 제1법칙  $\Delta U=Q-W$ 에 방출한 열 Q=-500kJ과 W=-1200kJ을 대입하면  $\Delta U=-500-(-1200)=700$  kJ로, 내부에너지는 700kJ 증가한다.

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