피스톤과 실린더로 구성된 밀폐된 용기 내에 일정한 질량의 이상기체가 차 있다. 초기상태의 압력은 2atm, 체적은 0.5m 3 이다. 이 시스템의 온도가 일정하게 유지되면서 팽창하여 압력이 1atm이 되었다. 이 과정 동안에 시스템이 한 일은 몇 kJ인가?

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피스톤과 실린더로 구성된 밀폐된 용기 내에 일정한 질량의 이상기체가 차… | [에너지관리기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 16년 1회차

피스톤과 실린더로 구성된 밀폐된 용기 내에 일정한 질량의 이상기체가 차 있다. 초기상태의 압력은 2atm, 체적은 0.5m³이다. 이 시스템의 온도가 일정하게 유지되면서 팽창하여 압력이 1atm이 되었다. 이 과정 동안에 시스템이 한 일은 몇 kJ인가?

해설

등온과정에서 이상기체가 하는 일은  $W = P_1V_1\ln\dfrac{V_2}{V_1} = P_1V_1\ln\dfrac{P_1}{P_2}$ 로 구할 수 있다(등온이므로  $P_1V_1=P_2V_2$ ).
 $P_1=2\,\mathrm{atm}\approx202.6\,\mathrm{kPa}$ ,  $V_1=0.5\,\mathrm{m^3}$ ,  $P_1/P_2=2$ 이므로  $W = 202.6\times0.5\times\ln2 \approx 101.3\times0.693 \approx 70\,\mathrm{kJ}$ 이다.

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