4kg의 공기를 압축하는데 300kJ의 일을 소비함과 동시에 110kJ… | [일반기계기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 18년 3회차

4kg의 공기를 압축하는데 300kJ의 일을 소비함과 동시에 110kJ의 열량이 방출되었다. 공기온도가 초기에는 20℃이었을 때 압축 후의 공기온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기는 정적비열이 0.716 kJ/(kgㆍK)인 이상기체로 간주한다.)

78.4

71.7

93.5

86.3

해설

압축 후 공기 온도는 에너지 균형으로부터 구하면 약 86.3℃이다.
계에 가해진 압축일 300kJ에서 방출된 열량 110kJ을 뺀 나머지가 내부에너지 증가로 남으므로  $\Delta U = 300 - 110 = 190\,\mathrm{kJ}$ 이다.
 $\Delta T = \dfrac{\Delta U}{mc_v} = \dfrac{190}{4 \times 0.716} \approx 66.3\,\mathrm{K}$ 이므로  $T_2 = 20 + 66.3 \approx 86.3\,\mathrm{℃}$ 이다.

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