체적이 500 cm3인 풍선이 있다. 이 풍선에 압력 0.1 MPa, … | [공조냉동기계기사 필기] 23년 3회차 기출문제 상세 페이지

정압 과정에서 공기에 가해진 열량은 $Q = mC_p\Delta T$이므로, 먼저 풍선 내 공기의 질량을 구해야 한다.
이상기체 방정식 $PV = mRT$에서 $m = \frac{PV}{RT}$이다.
주어진 값을 대입하면 $m = \frac{0.1 \times 500 \times 10^{-6}}{0.287 \times 288}$ (단위: MPa·cm³을 kJ·kg 기준으로 변환하면 0.1 MPa × 500 cm³ = 0.1 × 10⁶ Pa × 500 × 10⁻⁶ m³ = 50 J = 0.05 kJ)이므로
$m = \frac{0.05}{0.287 \times 288} = \frac{0.05}{82.656} \approx 6.05 \times 10^{-4}$ kg이다.
온도 변화는 $\Delta T = 300 - 288 = 12$ K이고, 열량은
$Q = 6.05 \times 10^{-4} \times 1.005 \times 12 = 6.05 \times 10^{-4} \times 12.06 \approx 7.3 \times 10^{-3}$ kJ = 7.3 J이다.