300L 체적의 진공인 탱크가 25℃, 6MPa의 공기를 공급하는 관에… | [일반기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 1회차

300L 체적의 진공인 탱크가 25℃, 6MPa의 공기를 공급하는 관에 연결된다. 밸브를 열어 탱크 안의 공기 압력이 5MPa이 될 때까지 공기를 채우고 밸브를 닫았다. 이 과정이 단열이고 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시해도 좋을 경우에 탱크 안의 공기의 온도는 약 몇℃가 되는가? (단, 공기의 비열비는 1.4 이다.)

1.5℃

25.0℃

84.4℃

144.3℃

해설

탱크 안 공기의 최종 온도는 약 144.3℃이다.
진공 단열용기를 정상상태 공급관에서 채우는 과정은 엔탈피 보존형 충전으로, 최종온도는  $T_2=k\,T_1$ 로 결정되며 탱크 부피나 최종압력과는 무관하다.
 $T_1=25+273=298\ \mathrm{K}$ 
 $T_2=1.4\times298\approx417\ \mathrm{K}=144.3^\circ\mathrm{C}$

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