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1[일반기계기사 필기] 21년 2회차

질량이 5kg인 강제 용기 속에 물이 20L 들어있다. 용기와 물이 24℃인 상태에서 이 속에 질량이 5kg이고 온도가 180℃인 어떤 물체를 넣었더니 일정 시간 후 온도가 35℃가 되면서 열평형에 도달하였다. 이 때 이 물체의 비열은 약 몇 kJ/(kg·K)인가? (단, 물의 비열은 4.2kJ/(kg·K), 강의 비열은 0.46kJ/(kg·K) 이다.)

0.88

1.12

1.31

1.86

해설

이 물체의 비열은 약 1.31kJ/(kg·K)이다.
물 20L은 20kg이므로, 물과 강제 용기가 얻은 열량이 뜨거운 물체가 잃은 열량과 같다는 열평형 조건을 세운다.
 $(20\times4.2+5\times0.46)\times(35-24)=5\times c\times(180-35)$ 이며, 좌변은 약 949.3kJ이므로  $c=\dfrac{949.3}{5\times145}\approx1.31\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$ 이다.

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