압력 1N/cm 2 , 체적 0.5m 3 인 기체 1kg을 가역과정으로 압축하여 압력이 2N/cm 2 , 체적이 0.3m 3 로 변화되었다. 이 과정이 압력-체적(P-V)선도에서 선형적으로 변화되었다면 이 때 외부로부터 받은 일은 약 몇 Nㆍm인가?

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압력 1N/cm2, 체적 0.5m3인 기체 1kg을 가역과정으로 압축하… | [일반기계기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 3회차

압력 1N/cm², 체적 0.5m³인 기체 1kg을 가역과정으로 압축하여 압력이 2N/cm², 체적이 0.3m³로 변화되었다. 이 과정이 압력-체적(P-V)선도에서 선형적으로 변화되었다면 이 때 외부로부터 받은 일은 약 몇 Nㆍm인가?

해설

선형 P-V 과정에서 외부로부터 받은 일은 사다리꼴 면적으로 계산하며 그 값은 약 3000N·m이다.
압력을 단위 환산하면  $P_1=1\ \mathrm{N/cm^2}=10{,}000\ \mathrm{Pa}$ ,  $P_2=2\ \mathrm{N/cm^2}=20{,}000\ \mathrm{Pa}$ 이다.
일의 크기는 평균압력과 부피변화량의 곱으로  $W=\dfrac{P_1+P_2}{2}\times(V_1-V_2)=\dfrac{10000+20000}{2}\times(0.5-0.3)=3000\ \mathrm{N\cdot m}$ 이다.

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