기체 1mole이 0°C, 1atm에서 10atm으로 가역압축되었다. … | [화공기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 2회차

기체 1mole이 0°C, 1atm에서 10atm으로 가역압축되었다. 압축 공정 중 압축 후의 온도가 높은 순으로 배열된 것은? (단, 이 기체는 단원자 분자이며, 이상기체로 가정한다.)

등온＞정용＞단열

정용＞단열＞등온

단열＞정용＞등온

단열=정용＞등온

해설

같은 최종 압력(10atm)에 도달할 때 최종 온도가 가장 높은 것은 정용과정이고, 이어서 단열과정, 가장 낮은 것은 등온과정이다.
등온과정은 정의상 온도가 273K로 그대로 유지되어 셋 중 가장 낮다.
단열가역 압축은  $T_2=T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{(\gamma-1)/\gamma}$ (단원자 기체 γ=5/3)에서  $T_2 \approx 273\times10^{0.4}\approx686\,\mathrm{K}$ 로 온도가 오른다.
부피가 고정된 정용과정은 압력이 오르는 만큼  $T \propto P$ 로 온도가 비례해 오르므로  $T_2\approx273\times10=2730\,\mathrm{K}$ 까지 상승해 셋 중 가장 높다.

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