그림은 일정량의 단원자 분자 이상 기체가 압력 3p0, 부피 V0 인 … | [변리사 1차] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

같은 두 상태를 잇는 두 경로 중 p−V 그래프에서 위쪽을 지나는 (가)가 기체가 한 일과 흡수한 열량 모두 크고, 내부 에너지 변화량은 두 과정이 같다.
그림에서 두 과정은 압력 $3p_0$·부피 $V_0$인 A에서 출발해 압력 $p_0$·부피 $3V_0$인 B에서 끝나며, (가)는 오른쪽 위로 부풀어 돌아가고 (나)는 그 아래쪽으로 지나간다.
기체가 외부에 한 일은 $W=\int p\,dV$, 즉 그래프 아래 넓이이므로 같은 부피 구간에서 압력이 더 높은 (가)의 일이 (나)보다 크다.
내부 에너지는 상태 함수여서 $\Delta U = \dfrac{3}{2}(p_BV_B - p_AV_A) = \dfrac{3}{2}(3p_0V_0 - 3p_0V_0) = 0$으로 경로에 무관하게 두 과정이 같다. 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$에서 $\Delta U$가 같으므로 흡수한 열량도 (가)가 더 크다.