20℃의 공기(기체상수 R=0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열 Cp= … | [일반기계기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 15년 1회차

20℃의 공기(기체상수 R=0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열 C_p= 1.004 kJ/kgㆍK) 3kg이 압력 0.1 MPa에서 등압 팽창하여 부피가 두 배로 되었다. 이 과정에서 공급된 열량은 대략 얼마인가?

약 252 kJ

약 883 kJ

약 441 kJ

약 1765 kJ

해설

등압과정에서 부피가 일정 질량·압력 하에 두 배가 되면 이상기체 상태방정식(PV=mRT)에 따라 절대온도도 두 배가 된다.
초기온도  $T_1 = 20 + 273 = 293\ \mathrm{K}$ 이므로  $T_2 = 2T_1 = 586\ \mathrm{K}$ ,  $\Delta T = 293\ \mathrm{K}$ 이다.
정압과정의 공급열량은  $Q = m C_p \Delta T = 3 \times 1.004 \times 293 \approx 883\ \mathrm{kJ}$ 이다.
따라서 이 과정에서 공급된 열량은 약 883kJ이다.

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