-30℃, 200atm의 질소를 단열과정을 거쳐서 5atm까지 팽창했을… | [에너지관리기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

이상기체의 가역 단열(등엔트로피) 과정에서는 $\dfrac{T_2}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$ 관계가 성립한다.
초기온도 $T_1 = -30+273 = 243\ \mathrm{K}$, 비열비 $k=1.41$이므로 지수는 $\dfrac{k-1}{k}=\dfrac{0.41}{1.41}\approx0.291$이고, 압력비는 $\dfrac{5}{200}=0.025$이다.
이를 대입하면 $T_2 = 243\times(0.025)^{0.291} \approx 83\ \mathrm{K}$, 섭씨로 환산하면 $83-273\approx-190℃$로, 고압 질소가 저압으로 단열팽창하면서 온도가 크게 낮아짐을 알 수 있다. 계산 결과 83은 절대온도(K)이므로 이를 그대로 섭씨로 읽지 않도록 주의한다.