피스톤 실린더로 구성된 용기안에 300kPa, 100℃ 상태의 CO2가 상세 페이지

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1[공조냉동기계기사 필기] 24년 1회차

피스톤 실린더로 구성된 용기안에 300kPa, 100℃ 상태의 CO₂가 0.2m³ 들어 있다. 이 기체를 “PV^1.2 = 일정”인 관계가 만족되도록 피스톤 위에 추를 더해가며 온도가 200℃가 될 때까지 압축하였다. 이 과정 동안 기체가 한 일을 구하면? (단, CO₂의 기체상수는 0.189kJ/kgㆍK이다.)

-20kJ

-60kJ

-80kJ

-120kJ

해설

질량은  $m = \dfrac{P_1V_1}{RT_1} = \dfrac{300\times0.2}{0.189\times373} \approx 0.85\,\mathrm{kg}$ 이다. 폴리트로픽 과정에서 기체가 한 일은  $W = \dfrac{mR(T_1-T_2)}{n-1} = \dfrac{0.85\times0.189\times(373-473)}{1.2-1} \approx -80\,\mathrm{kJ}$ 이며, 압축과정이므로 음(-)의 값이 된다.

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