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1[화공기사 필기] 17년 1회차

25℃에서 1몰의 이상기체를 실린더 속에 넣고 피스톤에 100bar의 압력을 가하였다. 이 때 피스톤의 압력을 처음에는 70bar, 다음엔 30bar, 마지막으로 10bar로 줄여서 실린더 속의 기체를 3단계 팽창시켰다. 이 과정이 등온 가역팽창인 경우 일의 크기는 얼마인가?

712cal

826cal

947cal

1364cal

해설

등온 가역과정의 일은 시작·끝 압력만으로 결정되며, 계산하면 약 1364cal이다.
 $W = nRT\ln\dfrac{P_1}{P_2} = (1)(1.987)(298)\ln\dfrac{100}{10} \approx 592\times2.303 \approx 1364\,\mathrm{cal}$ 
중간에 몇 단계로 압력을 낮췄는지는 가역과정이라면 결과에 영향을 주지 않으므로, 시작압력 100bar와 최종압력 10bar만으로 계산한다.

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