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1[건설기계설비기사 필기] 17년 2회차

3kg의 공기가 들어있는 실린더가 있다. 이 공기가 200kPa, 10℃인 상태에서 600kPa이 될 때까지 압축할 때 공기가 한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 이 과정은 폴리트로프 변화로서 폴리트로프 지수는 1.3이다. 또한 공기의 기체상수는 0.287kJ/(kg·K)이다.)

－285

-235

해설

폴리트로프 압축에서 기체가 한 일은  $W = \dfrac{mR(T_1-T_2)}{n-1}$ 로 구한다.
먼저  $T_2 = T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{n-1}{n}} = 283\left(\dfrac{600}{200}\right)^{0.3/1.3} \approx 365\ \mathrm{K}$ 이다.
 $W = \dfrac{3 \times 0.287 \times (283-365)}{1.3-1} \approx -235\ \mathrm{kJ}$ 
압축 과정이므로 기체가 외부에 한 일은 음수, 즉 외부로부터 일을 받는다.

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