기체의 초기압력이 20kPa,초기체적이 0.1m 3 인 상태에서부터 “PV=일정” 인 과정으로 체적이 0.3m 3 로 변했을 때의 일량은 약 얼마인가?

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1[일반기계기사 필기] 15년 3회차

기체의 초기압력이 20kPa,초기체적이 0.1m³ 인 상태에서부터 “PV=일정” 인 과정으로 체적이 0.3m³로 변했을 때의 일량은 약 얼마인가?

2200J

4000J

2200kJ

4000kJ

해설

 $PV=\mathrm{일정}$ 인 과정(n=1)의 경계일은  $W = P_1V_1\ln\!\left(\dfrac{V_2}{V_1}\right)$ 로 구한다. 압력을 Pa 단위로 바꾸면 20kPa은 20,000Pa이다.
 $W = 20{,}000 \times 0.1 \times \ln\!\left(\dfrac{0.3}{0.1}\right) = 2000 \times \ln 3$ 
계산하면  $W \approx 2000 \times 1.0986 \approx 2200\ \mathrm{J}$ 로, 이 과정의 일량은 약 2200J이다.

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