1.5 MPa, 250℃의 공기 5kg이 폴리트로픽 지수 1.3인 폴리… | [에너지관리기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 19년 2회차

1.5 MPa, 250℃의 공기 5kg이 폴리트로픽 지수 1.3인 폴리트로픽 변화를 통해 팽창비가 5가 될 때까지 팽창하였다. 이 때 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ 인가? (단, 공기의 정적비열은 0.72 kJ/(kg·K) 이다.)

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해설

폴리트로픽 과정에서 온도비는  $\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)^{n-1}=\left(\dfrac{1}{5}\right)^{0.3}\approx0.617$ 이다.
초기온도  $T_1=250+273=523\ \mathrm{K}$ 이므로  $T_2\approx523\times0.617\approx323\ \mathrm{K}$ ,  $\Delta T\approx-200\ \mathrm{K}$ 이다.
내부에너지 변화는  $\Delta U=mC_v\Delta T=5\times0.72\times(-200)\approx-721\ \mathrm{kJ}$ 로, 팽창 과정이므로 내부에너지는 감소한다.

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