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1[일반기계기사 필기] 16년 3회차

피스톤-실린더 장치에 들어있는 100kPa, 26.84℃의 공기가 600kPa까지 가역단열과정으로 압축된다. 비열비 k=1.4로 일정하다면 이 과정 동안에 공기가 받은 일은 약 얼마인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/(kgㆍK)이다.)

263 kJ/kg

171 kJ/kg

144 kJ/kg

116 kJ/kg

해설

이 가역단열 압축과정에서 공기가 외부로부터 받은 일은 약 144 kJ/kg이다.
압축 후 온도는  $T_2=T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}=300\times6^{0.4/1.4}\approx500.5\ \mathrm{K}$ 이다.
단열과정이므로 계가 받은 일은 내부에너지 증가와 같아  $w=\dfrac{R(T_2-T_1)}{k-1}=\dfrac{0.287\times200.5}{0.4}\approx144\ \mathrm{kJ/kg}$ 가 된다.

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