실린더에 밀폐된 8 kg의 공기가 그림과 같이 P 1 =800 kPa, 체적 V 1 =0.27m 3 에서 P 2 =350 kPa, 체적 V 2 =0.80 m 3 으로 직선 변화하였다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 몇 kJ인가?

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실린더에 밀폐된 8 kg의 공기가 그림과 같이 P1=800 kPa, 체… | [건설기계설비기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 19년 1회차

실린더에 밀폐된 8 kg의 공기가 그림과 같이 P₁=800 kPa, 체적 V₁=0.27m³에서 P₂=350 kPa, 체적 V₂=0.80 m³으로 직선 변화하였다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 몇 kJ인가?

해설

이 과정에서 공기가 한 일은 약 305 kJ이다.
그림의 P–V 선도에서 상태 1( $V_1=0.27\ \mathrm{m^3}$ , 800 kPa)에서 상태 2( $V_2=0.80\ \mathrm{m^3}$ , 350 kPa)까지 압력이 직선으로 감소하며, 빗금 친 곡선 아래 면적이 계가 한 일이다.
직선 아래 면적은 사다리꼴이므로  $W=\dfrac{P_1+P_2}{2}(V_2-V_1)=\dfrac{800+350}{2}\times(0.80-0.27)$ 이다.
계산하면  $W=575\times0.53=304.75\ \mathrm{kJ}$ 로 약 305 kJ이다. 압력과 체적만으로 면적이 정해지므로 공기 질량 8 kg은 이 계산에 쓰이지 않는다.

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