초기조건이 100kPa, 60℃인 공기를 정적과정을 통해 가열한 후 정… | [에너지관리기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

초기 100kPa, 60℃에서 정적과정으로 가열된 뒤 정압과정으로 냉각되어 최종 500kPa, 60℃가 되는 경로이다. 정적 과정에서는 압력과 절대온도가 비례하므로, 가열이 끝나는 중간 상태의 압력은 최종 압력과 같은 500kPa이고 이때 온도는 $T_2=T_1\times\dfrac{P_2}{P_1}=333\times\dfrac{500}{100}=1665\ \mathrm{K}$이다.
정적 가열 구간의 열량은 $Q_1=C_v(T_2-T_1)=20\times(1665-333)=26640\ \mathrm{kJ/kmol}$이고, 이어지는 정압 냉각 구간(1665K→333K)의 열량은 $Q_2=C_p(T_3-T_2)=28\times(333-1665)=-37296\ \mathrm{kJ/kmol}$이다.
두 구간을 합하면 전체 열량 변화는 약 $-10656\ \mathrm{kJ/kmol}$로, 계는 전체적으로 열을 방출한 것이 된다.