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공기 1kg을 1MPa, 250℃의 상대로부터 등온과정으로 0.2MPa… | [일반기계기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 18년 3회차
공기 1kg을 1MPa, 250℃의 상대로부터 등온과정으로 0.2MPa까지 압력 변화를 할 때 외부에 대하여 한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 공기는 기체상수가 0.287kJ/(kgㆍK)인 이상기체이다.)
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해설

등온과정에서 이상기체가 외부에 한 일은 W=mRTlnP1P2W = mRT\ln\dfrac{P_1}{P_2}로 계산되어 약 242kJ이다.

T=250+273=523KT = 250 + 273 = 523\,\mathrm{K}이므로 W=1kg×0.287kJ/(kgK)×523K×ln10.2150.1×1.609242kJW = 1\,\mathrm{kg} \times 0.287\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)} \times 523\,\mathrm{K} \times \ln\dfrac{1}{0.2} \approx 150.1 \times 1.609 \approx 242\,\mathrm{kJ}이다.

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