피스톤-실린더 시스템에 100kPa의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들어있다. 초기 체적은 0.5m 3 이고, 이 시스템에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m 3 이 되었다. 이 과정 중 전달된 에너지는 약 몇 kJ인가?

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피스톤-실린더 시스템에 100kPa의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들어… | [일반기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 1회차

피스톤-실린더 시스템에 100kPa의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들어있다. 초기 체적은 0.5m³이고, 이 시스템에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m³이 되었다. 이 과정 중 전달된 에너지는 약 몇 kJ인가?

30.7

34.7

44.8

50.0

해설

등온 과정에서 전달된 열량은 계가 한 일과 같으며, 약 34.7 kJ이다.
이상기체의 등온 과정에서는 내부에너지 변화가 없으므로  $Q=W=p_1V_1\ln\dfrac{V_2}{V_1}$ 이 성립한다.
 $p_1=100\ \mathrm{kPa}$ ,  $V_1=0.5\ \mathrm{m^3}$ ,  $V_2=1.0\ \mathrm{m^3}$ 를 대입하면  $Q=100\times0.5\times\ln2 \approx 34.7\ \mathrm{kJ}$ 이다.

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