그림은 초기 체적이 Vi 상태에 있는 피스톤이 외부로 일을 하여 최종적… | [에너지관리산업기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[에너지관리산업기사 필기] 19년 3회차
그림은 초기 체적이 Vi 상태에 있는 피스톤이 외부로 일을 하여 최종적으로 체적이 Vf 인 상태로 된 것을 나타낸다. 외부로 가장 많은 일을 한 과정은?
1
0 – 1 과정
2
0 – 2 과정
3
0 – 3 과정
4
0 – 4 과정
해설
P–V 선도에서 과정 곡선 아래의 면적이 계가 외부에 한 일(∫P dV)이다. 그림의 네 과정은 모두 초기 체적 Vi에서 출발해 최종 체적 Vf에서 끝나므로 체적 변화 구간이 동일하고, 결국 어느 경로가 더 높은 압력을 유지했는가만으로 일의 크기가 갈린다.
그림에서 네 경로는 같은 시작점에서 부채꼴로 갈라져 Vf 위에서 위쪽부터 1, 2, 3, 4의 순서로 끝난다. 즉 가장 위쪽을 지나는 경로가 전 구간에서 압력이 가장 높고 그 아래 면적도 가장 넓으므로, 외부로 한 일이 가장 큰 것은 O에서 1로 가는 과정이다.
반대로 가장 아래를 지나는 경로가 일이 가장 작다. 선도 문제에서는 곡선의 모양이나 이름(등온·단열 등)을 따지기 전에 같은 체적 구간에서 어느 선이 위에 있는지를 먼저 보면 빠르게 판별할 수 있다.
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