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1[에너지관리기사 필기] 18년 1회차
그림과 같은 압력-부피선도(P-V선도)에서 A에서 C로의 정압과정 중 계는 50J 의 일을 받아들이고 25J의 열을 방출하며, C에서 B로의 정적과정 중 75J 의 열을 받아들인다면, B에서 A로의 과정이 단열일 때 계가 얼마의 일(J)을 하겠는가?
문제 이미지
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25
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50
3
75
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100
해설

그림은 P-V선도로 A→C는 압력이 일정한 수평선(부피 감소), C→B는 부피가 일정한 수직선(압력 상승), B→A는 곡선으로 그린 단열과정이며, 선도에 QCB = 75J, QBA = 0, QAC = −25J가 표기돼 있다.

한 사이클을 돌면 처음 상태로 되돌아오므로 내부에너지 변화가 0이고, 열역학 제1법칙에 따라 ΣQ = ΣW가 성립한다. 사이클 전체의 열량은 (25)+75+0=50J(-25) + 75 + 0 = 50\,\mathrm{J} 이므로 사이클이 한 일의 총합도 50J이다.

A→C에서 계는 50J의 일을 받았으므로 계가 한 일은 WAC = −50J이고, C→B는 부피가 일정한 정적과정이라 WCB = 0이다. 따라서 WBA=50(50)0=100JW_{BA} = 50 - (-50) - 0 = 100\,\mathrm{J} 로, 단열팽창 구간에서 계는 100J의 일을 한다.

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