밀폐계에서 기체의 압력이 500kPa로 일정하게 유지되면서 체적이 0.2m 3 에서 0.7m 3 로 팽창하였다. 이 과정 동안에 내부에너지의 증가가 60KJ 이라면 계가 한 일은?

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1[일반기계기사 필기] 15년 1회차

밀폐계에서 기체의 압력이 500kPa로 일정하게 유지되면서 체적이 0.2m³에서 0.7m³로 팽창하였다. 이 과정 동안에 내부에너지의 증가가 60KJ 이라면 계가 한 일은?

450 kJ

350 kJ

250 kJ

150 kJ

해설

압력이 500kPa로 일정하게 유지되는 정압과정이므로, 계가 외부에 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 구한다.
 $W = P \Delta V = 500\ \mathrm{kPa} \times (0.7 - 0.2)\ \mathrm{m^3} = 250\ \mathrm{kJ}$ 
따라서 계가 한 일은 250kJ이다. 내부에너지 증가량 60kJ은 공급열량을 물었을 때 쓰이는 값으로( $Q = \Delta U + W = 60 + 250 = 310\ \mathrm{kJ}$ ), 일의 크기 자체에는 관여하지 않는다.

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