모두CBT

질소의 정압 몰열용량 Cp[J/mol∙K]가 다음과 같고 1[mol]의… | [가스기능장 필기] 10년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 10년 1회차
질소의 정압 몰열용량 Cp[J/mol∙K]가 다음과 같고 1[mol]의 질소를 1 [atm] 하에서 600℃로부터 20℃로 냉각하였을 때 발생하는 열량은 약 몇 [kJ]인가? (단, R은 기체상수이다.)
문제 이미지
1
15.6
2
16,6
3
17.6
4
18.6
해설

몰열용량이 온도의 함수이므로 열량은 Q=∫T1T2Cp dTQ=\int_{T_1}^{T_2} C_p\,dT로 적분해 구하며, 그 값은 약 17.6 kJ이다.

그림의 식 CpR=3.3+0.6×10−3T\dfrac{C_p}{R}=3.3+0.6\times10^{-3}T를 넣고 873 K에서 293 K까지 적분하면
Q=R[3.3(T2−T1)+0.3×10−3(T22−T12)]Q=R\left[3.3(T_2-T_1)+0.3\times10^{-3}(T_2^{2}-T_1^{2})\right]
=8.314[3.3(293−873)+0.3×10−3(2932−8732)]=8.314\left[3.3(293-873)+0.3\times10^{-3}(293^{2}-873^{2})\right]
=8.314×(−1914−202.9)=−17600 J=8.314\times(-1914-202.9)=-17600\ \mathrm{J}

부호가 음인 것은 기체가 열을 내놓았다는 뜻이므로, 냉각하면서 발생하는 열량은 약 17.6 kJ이다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[가스기능장 필기] 10년 1회차 60문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요가스기능장 필기 기출문제 암기장 전체 보기