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1[화공기사 필기] 15년 1회차

초기상태가 300K, 1bar인 1몰의 이상기체를 압력이 10bar가 될 때까지 등온 압축한다. 이 공정이 역학적으로 가역적일 경우 계가 받은 일과 열(W, Q)를 구하였다. 다음 중 옳은 것은? (단, 기체상수는 R (J/molㆍK) 이다.)

W = 69R, Q = -69R

W = 69R, Q = 69R

W = 690R, Q = -690R

W = 690R, Q = 690R

해설

이상기체 1몰의 등온 가역 압축에서는 내부에너지 변화가 0이므로  $Q=-W$ 의 관계가 성립한다.
계가 받는 일은  $W=RT\ln\dfrac{P_2}{P_1}=R\times300\times\ln10\approx690R$ 이다.
압축 과정에서 기체는 외부로부터 일을 받고(+690R), 그만큼의 열을 방출(-690R)하여 내부에너지를 일정하게 유지한다.

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