초기체적이 Vi 상태에 있는 피스톤이 외부로 일을 하여 최종적으로 체적… | [에너지관리기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[에너지관리기사 필기] 21년 2회차
초기체적이 Vi 상태에 있는 피스톤이 외부로 일을 하여 최종적으로 체적이 Vf인 상태로 되었다. 다음 중 외부로 가장 많은 일을 한 과정은? (단, n은 폴리트로픽 지수이다.)
1
등온 과정
2
정압 과정
3
단열 과정
4
폴리트로픽 과정(n＞0)
해설
피스톤이 초기체적 Vi에서 최종체적 Vf까지 팽창하며 외부에 하는 일은 P-V 선도에서 과정곡선 아래의 면적(∫PdV)으로 나타난다.
정압과정은 팽창이 진행되는 동안 압력이 초기값 그대로 유지되므로, 팽창하면서 압력이 계속 낮아지는 등온·단열·폴리트로픽(n＞0) 과정보다 항상 더 높은 압력에서 부피 변화가 일어나 곡선 아래 면적이 가장 크다.
폴리트로픽 지수 n이 커질수록 팽창 중 압력이 더 빠르게 떨어져 일이 줄어드는데, 정압과정은 n=0에 해당해 지수가 가장 작다. 등온(n=1), 단열(n=비열비), 문제의 폴리트로픽(n＞0)은 모두 지수가 0보다 커서 팽창 중 압력이 낮아지므로, 압력을 일정하게 유지하는 정압과정이 외부로 가장 많은 일을 한다.
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