밀폐용기에 비내부에너지가 200 kJ/kg인 기체가 0.5kg 들어있다… | [일반기계기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 21년 1회차

밀폐용기에 비내부에너지가 200 kJ/kg인 기체가 0.5kg 들어있다. 이 기체를 용량이 500W인 전기가열기로 2분 동안 가열한다면 최종상태에서 기체의 내부에너지는 약 몇 kJ 인가? (단, 열량은 기체로만 전달된다고 한다.)

20 kJ

100 kJ

120 kJ

160 kJ

해설

밀폐용기에서 부피 변화가 없으므로 가열기로 공급된 열량이 모두 내부에너지 증가로 저장된다.
초기 내부에너지는  $U_1 = m u_1 = 0.5\mathrm{kg} \times 200\mathrm{kJ/kg} = 100\mathrm{kJ}$ 이며, 공급된 열량은  $Q = 500\mathrm{W} \times 120\mathrm{s} = 60{,}000\mathrm{J} = 60\mathrm{kJ}$ 이다.
따라서 최종 내부에너지는  $U_2 = U_1 + Q = 100 + 60 = 160\mathrm{kJ}$ 이 된다.

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