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실린더 속에 100g의 기체가 있다. 이 기체가 피스톤의 압축에 따라서… | [에너지관리기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 18년 2회차
실린더 속에 100g의 기체가 있다. 이 기체가 피스톤의 압축에 따라서 2kJ의 일을 받고 외부로 3kJ의 열을 방출했다. 이 기체의 단위 kg 당 내부에너지는 어떻게 변화하는가?
1
1kJ/kg 증가한다.
2
1kJ/kg 감소한다.
3
10kJ/kg 증가한다.
4
10kJ/kg 감소한다.
해설

열역학 제1법칙 ΔU=QW\Delta U=Q-W에서, 기체가 압축에 의해 2kJ의 일을 받았으므로 계가 외부에 한 일은 W=2kJW=-2\,\mathrm{kJ}이고, 외부로 3kJ의 열을 방출했으므로 Q=3kJQ=-3\,\mathrm{kJ}이다.

따라서 ΔU=(3)(2)=1kJ\Delta U=(-3)-(-2)=-1\,\mathrm{kJ}이며, 기체 질량 100g(0.1kg)으로 나누면 단위 질량당 내부에너지 변화는 ΔU/m=1/0.1=10kJ/kg\Delta U/m=-1/0.1=-10\,\mathrm{kJ/kg}, 즉 10kJ/kg만큼 감소한다.

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