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1[금속재료기사 필기] 16년 1회차

밀폐된 용기 속에 있는 표준상태(0°C, 1기압)의 헬륨 224ℓ를 100°C로 가열할 때 엔탈피 변화량(ΔH)은 몇 J 인가? (단, He는 이상기체이고, Cv = 3/2 R, Cp = 5/2 R 이며, 기체상수 R은 8.3144 J/k·mol 이다.)

2078J

6676J

20786J

66763J

해설

엔탈피 변화량은 20786 J이다. 밀폐된 용기에서의 가열 과정이므로 정적(정용량) 과정이고, 엔탈피 변화는  $\Delta H = n C_p \Delta T$ 로 구한다.
먼저 표준상태에서 헬륨의 몰수를 구하면, 이상기체 방정식  $PV = nRT$ 에서
 $n = \frac{PV}{RT} = \frac{1 \times 101325 \times 0.224}{8.3144 \times 273.15} = \frac{22696.56}{2271.09} \approx 10 \text{ mol}$ 
이다(1기압 = 101325 Pa, 224ℓ = 0.224 m³).
온도 변화는  $\Delta T = 373.15 - 273.15 = 100 \text{ K}$ 이고,
 $C_p = \frac{5}{2}R = \frac{5}{2} \times 8.3144 = 20.786 \text{ J/(mol·K)}$ 이다.
따라서  $\Delta H = 10 \times 20.786 \times 100 =$ 이다.

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