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애드벌룬에 어떤 이상기체 100kg을 주입하였더니 팽창 후의 압력이 1… | [에너지관리기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 19년 3회차
애드벌룬에 어떤 이상기체 100kg을 주입하였더니 팽창 후의 압력이 150 kPa, 온도 300K가 되었다. 애드벌룬의 반지름(m)은? (단, 애드벌룬은 완전한 구헝(sphere)이라고 가정하며, 기체상수는 250 J/kg·K 이다.)
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2.29
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2.73
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3.16
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3.62
해설

이상기체 상태방정식 PV=mRTPV = mRT에서 압력을 SI 단위로 환산하면 150 kPa=150000 Pa150\ \mathrm{kPa} = 150000\ \mathrm{Pa}이므로, 애드벌룬 내부 기체의 부피는 V=mRTP=100×250×300150000=50 m3V = \dfrac{mRT}{P} = \dfrac{100 \times 250 \times 300}{150000} = 50\ \mathrm{m^3}이다.

애드벌룬을 완전한 구로 가정하면 V=43πr3V = \dfrac{4}{3}\pi r^3이므로 r=(3V4π)1/3=(1504π)1/3≈2.29 mr = \left(\dfrac{3V}{4\pi}\right)^{1/3} = \left(\dfrac{150}{4\pi}\right)^{1/3} \approx 2.29\ \mathrm{m}이다.

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