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이상기체를 일정한 온도 조건하에서 상태 1에서 상태 2로 변화시켰을 때… | [가스기능장 필기] 12년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 12년 1회차
이상기체를 일정한 온도 조건하에서 상태 1에서 상태 2로 변화시켰을 때 최종 부피는 얼마인가? (단, 상태 1에서의 부피 및 압력은 V1 과 P1 이며, 상태 2에서의 부피와 압력은 각각 V2 와 P2 이다.)
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해설

온도가 일정한 변화이므로 보일 법칙 P1V1=P2V2P_1V_1=P_2V_2가 그대로 적용된다. 이를 나중 부피에 대해 풀면 처음 부피에 압력비 P1/P2P_1/P_2를 곱한 식이 된다.

V2=V1×P1P2V_2=V_1\times\dfrac{P_1}{P_2}
압력이 2배가 되면 부피가 절반이 되는 반비례 관계와 맞는다.

  • 처음 부피에 P2/P1P_2/P_1을 곱한 식은 압력이 오를수록 부피도 커지는 꼴이어서 반비례에 어긋난다.
  • 온도비가 함께 들어간 식은 온도까지 변할 때 쓰는 보일-샤를 법칙 꼴이라 등온 조건에는 맞지 않는다.
  • 온도비만 곱한 식은 등온이면 두 온도가 같아 부피가 변하지 않는다는 결과가 되어 모순이다.

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