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용적 0.02m3의 실린더 속에 압력 1MPa, 온도 25℃의 공기가 … | [에너지관리기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 15년 1회차
용적 0.02m3의 실린더 속에 압력 1MPa, 온도 25℃의 공기가 들어 있다. 이 공기가 일정 온도 하에서 압력 200kPa까지 팽창하였을 경우 공기가 행한 일의 양은 약 몇 kJ인가? (단, 공기는 이상기체이다.)
1
2.3
2
3.2
3
23.1
4
32.2
해설

등온과정에서 이상기체가 외부에 하는 일은 W=P1V1ln(P1P2)W = P_1 V_1 \ln\left(\dfrac{P_1}{P_2}\right)로 구한다.

P1V1=1000kPa×0.02m3=20kJP_1V_1 = 1000\,\mathrm{kPa}\times 0.02\,\mathrm{m^3} = 20\,\mathrm{kJ}이고 ln(1000200)=ln51.609\ln\left(\dfrac{1000}{200}\right)=\ln 5 \approx 1.609이므로, W20×1.60932.2kJW \approx 20\times 1.609 \approx 32.2\,\mathrm{kJ}로 계산된다.

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