어느 이상기체가 압력 10kgf/cm 2 에서 체적이 0.1m 3 이었다. 등온과정을 통해 체적이 3배로 될 때 기체가 외부로부터 받은 열량은 약 몇 kcal인가?

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1[가스기능장 필기] 15년 1회차

어느 이상기체가 압력 10kgf/cm² 에서 체적이 0.1m³ 이었다. 등온과정을 통해 체적이 3배로 될 때 기체가 외부로부터 받은 열량은 약 몇 kcal인가?

35.7

30.9

25.7

10.9

해설

등온과정에서 이상기체가 외부로부터 받은 열량은 약 25.7[kcal]이다.
등온과정에서는 내부에너지 변화가 없으므로  $Q=W$ 이고, 일량은  $W=P_1V_1\ln\dfrac{V_2}{V_1}$ 로 구한다.
압력을 단위 환산하면  $P_1=10[\mathrm{kgf/cm^2}]=1\times10^5[\mathrm{kgf/m^2}]$ , 체적비는 3배이므로  $W=1\times10^5\times0.1\times\ln3≒10986[\mathrm{kgf\cdot m}]$ 이다.
1kcal은 약 427kgf·m에 해당하므로  $Q=\dfrac{10986}{427}≒25.7[\mathrm{kcal}]$ 이다.

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