25℃에서 1몰의 이상기체가 20atm에서 1atm 로 단열 가역적으로… | [화공기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 17년 1회차
25℃에서 1몰의 이상기체가 20atm에서 1atm 로 단열 가역적으로 팽창하였을 때 최종온도는 약 몇 K 인가? (단, 비열비 이다.)1
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해설
단열 가역(등엔트로피) 팽창이므로 T2 = T1(P2/P1)(γ−1)/γ 로 계산하면 최종온도는 약 90K 이다.
비열비 γ = CP/CV = 5/3 이므로 지수는 (γ−1)/γ = (2/3)/(5/3) = 0.4 이다.
T1 = 25 + 273 = 298K, P2/P1 = 1/20 = 0.05
T2 = 298 × 0.050.4 = 298 × 0.3017 ≈ 89.9K단열 팽창에서는 열 출입이 없어 기체가 한 일만큼 내부에너지가 줄어 온도가 급격히 내려간다. 지수를 (γ−1)/γ = 0.4 대신 γ−1 = 0.667 등으로 잘못 쓰면 결과가 크게 어긋나므로 주의한다.
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