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압력 0.2MPa, 온도 200℃의 이상기체 2kg이 가역단열과정으로 … | [에너지관리산업기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리산업기사 필기] 16년 3회차
압력 0.2MPa, 온도 200℃의 이상기체 2kg이 가역단열과정으로 팽창하여 압력이 0.1MPa로 변화하였다. 이 기체의 최종온도는? (단, 이 기체의 비열비는 1.4 이다.)
1
92℃
2
115℃
3
365℃
4
388℃
해설

가역단열과정에서는 T2T1=(P2P1)k1k\dfrac{T_2}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} 관계가 성립한다. 초기온도 T1=200+273=473KT_1 = 200+273=473\,\mathrm{K}, 압력비 P2P1=0.10.2=0.5\dfrac{P_2}{P_1}=\dfrac{0.1}{0.2}=0.5, 비열비 k=1.4k=1.4를 대입하면 지수는 k1k0.286\dfrac{k-1}{k}\approx0.286이다.

T2=473×0.50.286473×0.820388KT_2 = 473\times0.5^{0.286} \approx 473\times0.820 \approx 388\,\mathrm{K}이므로, 섭씨온도로 환산하면 388273=115C388-273=115\,^\circ\mathrm{C}가 된다.

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