이상기체에 대하여 일(W)이 다음과 같은 식으로 나타나면 이 계는 어떤… | [화공기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 19년 1회차
이상기체에 대하여 일(W)이 다음과 같은 식으로 나타나면 이 계는 어떤 과정으로 변화하였는가? (단, Q 는 열, P1 은 초기압력, P2 는 최종압력, T 는 온도이다.)
1
정온과정
2
정용과정
3
정압과정
4
단열과정
해설
식 안에서 온도 T가 상수로 붙박여 있고 열과 일의 크기가 같고 부호만 반대이므로, 이 계는 정온(등온)과정을 거친 것이다.
등온에서 이상기체의 내부에너지는 변하지 않아 ΔU = 0 이다.
제1법칙 ΔU = Q + W 에 넣으면 Q = −W 가 되어 주어진 식의 앞부분과 그대로 맞는다.
등온 가역과정의 일은 W = −RT ln(V2/V1) 이고, 등온이므로 V2/V1 = P1/P2 를 대입하면 Q = RT ln(P1/P2) 로 뒷부분까지 일치한다.다른 과정은 이 형태가 나올 수 없다. 단열과정은 Q = 0 이라 좌변부터 어긋나고, 정용과정은 부피가 고정이라 W = 0, 정압과정은 W = −PΔV 라서 압력비의 로그항이 생길 수 없다.
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