온도 20℃에서 계기압력 0.183 MPa의 타이어가 고속주행으로 온도… | [일반기계기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 21년 1회차

온도 20℃에서 계기압력 0.183 MPa의 타이어가 고속주행으로 온도 80℃로 상승할 때 압력은 주행 전과 비교하여 약 몇 kPa 상승하는가? (단, 타이어의 체적은 변하지 않고, 타이어 내의 공기는 이상기체로 가정하며, 대기압은 101.3 kPa 이다.)

37 kPa

58 kPa

286 kPa

445 kPa

해설

체적 일정 조건에서 이상기체의 압력 변화는 Gay-Lussac 법칙  $P_1/T_1 = P_2/T_2$ 를 적용한다.
초기 절대압력은 계기압력 0.183 MPa에 대기압을 더하여
 $P_1 = 183 + 101.3 = 284.3 \text{ kPa}$ 
초기 절대온도는  $T_1 = 20 + 273 = 293 \text{ K}$ , 최종 절대온도는  $T_2 = 80 + 273 = 353 \text{ K}$ 이다.
최종 절대압력은
 $P_2 = P_1 \times \frac{T_2}{T_1} = 284.3 \times \frac{353}{293} = 284.3 \times 1.205 = 342.6 \text{ kPa}$ 
압력 상승량은
 $\Delta P = P_2 - P_1 = 342.6 - 284.3 = 58.3 \text{ kPa}$ 
로 약 58 kPa이다.

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