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1[에너지관리기사 필기] 21년 3회차
이상기체의 폴리트록픽 변화에서 항상 일정한 것은? (단, P : 압력, T : 온도, V : 부피, n : 폴리트로픽 지수)
1
VTn1VT^{n-1}
2
PTV\dfrac{PT}{V}
3
TV1nTV^{1-n}
4
PVnPV^n
해설

폴리트로픽 변화는 이상기체의 상태변화를 PVn=일정PV^n = \text{일정} 이라는 하나의 식으로 묶어 나타낸 것이다. 따라서 과정 내내 값이 변하지 않는 조합은 PVn 이다.

여기에 상태식 PV=mRTPV = mRT 를 대입하면 파생 관계로 TVn1=일정TV^{n-1} = \text{일정}TPn1n=일정\dfrac{T}{P^{\frac{n-1}{n}}} = \text{일정} 을 얻는다. 부피에 붙는 지수는 n−1 이므로 TV1nTV^{1-n} 형태는 성립하지 않고, 부피 V에 온도의 거듭제곱을 곱한 VTn1VT^{n-1} 이나 PTV\dfrac{PT}{V} 같은 조합도 어느 유도에서도 나오지 않는다.

지수 n을 바꾸면 n=0은 정압, n=1은 등온, n=k는 단열, n=∞는 정적 변화가 되어, 폴리트로픽식 하나로 기본 상태변화를 모두 포괄한다는 점이 이 식의 핵심이다.

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