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1[일반기계기사 필기] 21년 3회차

온도 100˚C의 공기 0.2kg이 압력이 일정한 과정을 거쳐 원래 체적의 2배로 늘어났다. 이때 공기에 전달된 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기는 이상기체이며 기체상수는 0.287kJ/(kg·K), 정적비열은 0.718kJ/(kg·K)이다.)

75.0kJ

8.93kJ

21.4kJ

34.7kJ

해설

압력이 일정한 과정에서 체적이 2배가 되면 절대온도도 2배가 되며, 이때 전달된 열량은 약 75.0 kJ이다.
초기 절대온도  $T_1=100+273=373\ \mathrm{K}$ 이고 등압 과정에서  $V\propto T$ 이므로  $T_2=2T_1=746\ \mathrm{K}$ 이다.
정압비열  $c_p=c_v+R=0.718+0.287=1.005\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$ 이고,  $Q=mc_p\Delta T=0.2\times1.005\times(746-373)\approx75.0\ \mathrm{kJ}$ 이다.

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