체적이 일정하고 단열된 용기 내에 80 ℃, 320 kPa의 헬륨 2 … | [일반기계기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 19년 1회차

체적이 일정하고 단열된 용기 내에 80 ℃, 320 kPa의 헬륨 2 kg이 들어 있다. 용기 내에 있는 회전날개가 20 W의 동력으로 30분 동안 회전한다고 할 때 용기 내의 최종 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 헬륨의 정적비열은 3.12 kJ/(kg ㆍ K)이다.)

81.9 ℃

83.3 ℃

84.9 ℃

85.8 ℃

해설

체적 일정·단열 용기이므로 회전날개가 한 일이 전부 내부에너지 증가로 전환된다.
일량은  $W=20\ \mathrm{W}\times1800\ \mathrm{s}=36\ \mathrm{kJ}$ 이고,  $\Delta T=\dfrac{36}{2\times3.12}\approx5.8\ \mathrm{K}$ 이므로 최종온도는  $80+5.8\approx85.8\ ℃$ 가 된다.

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