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1[일반기계기사 필기] 15년 3회차

밀폐용기에 비내부에너지가 200kJ/kg인 기체 0.5kg이 있다. 이 기체를 용량이 500W 인 전기가열로 2분 동안 가열한다면 최종상태에서 기체의 내부에너지는? (단, 열량은 기체로만 전달된다고 한다.)

20kJ

100kJ

120kJ

160kJ

해설

밀폐된 강체 용기 안에서는 부피 변화가 없어 일이 없으므로, 전기가열로 공급된 열량은 모두 내부에너지 증가로 저장된다.
 $Q = 500\,\mathrm{W} \times 120\,\mathrm{s} = 60{,}000\,\mathrm{J} = 60\,\mathrm{kJ}$ 
초기 내부에너지  $U_1 = 0.5 \times 200 = 100\ \mathrm{kJ}$ 에 열량을 더하면  $U_2 = 100+60 = 160\ \mathrm{kJ}$ 로, 최종 내부에너지는 160kJ이다.

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