체적 2m 3 , 온도 20℃의 기체 1kg을 정압하에서 체적을 5m 3 로 팽창시켰다. 가한열량은 몇 KJ인가? (단, 기체의 정압비열은 2.06KJ/Kg∙K, 기체상수는 0.4881KJ/Kg∙K으로 한다.)

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체적 2m3, 온도 20℃의 기체 1kg을 정압하에서 체적을 5m3로 … | [소방시설관리사 1차] 10년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방시설관리사 1차] 10년 1회차

체적 2m³, 온도 20℃의 기체 1kg을 정압하에서 체적을 5m³로 팽창시켰다. 가한열량은 몇 KJ인가? (단, 기체의 정압비열은 2.06KJ/Kg∙K, 기체상수는 0.4881KJ/Kg∙K으로 한다.)

해설

정압 과정에서 가해진 열량은 정압비열을 이용한  $Q=mc_p\Delta T$ 로 구한다.
이상기체는 정압 하에서 체적과 절대온도가 비례하므로, 초기온도  $T_1=20+273=293\,\mathrm{K}$ 일 때 나중온도는  $T_2=T_1\times\dfrac{V_2}{V_1}=293\times\dfrac{5}{2}=732.5\,\mathrm{K}$ 이다.
따라서 온도변화는  $\Delta T=732.5-293=439.5\,\mathrm{K}$ 이고,
 $Q=1\,\mathrm{kg}\times2.06\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}\times439.5\,\mathrm{K}\approx905\,\mathrm{kJ}$ 의 열량이 가해졌다.

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