기계열역학공조냉동기계기사(구) · 2011년06월12일 · 15/100
15.공기가 등온과정을 통해 압력이 200kPa, 비체적이 0.02m3/kg인 상태에서 압력이 100kPa인 상태로 팽창하였다. 공기를 이상기체로 가정할 때 시스템이 이 과정에서 한 단위 질량 당 일은 얼마인가?
1
1.4 kJ/kg
2
2.0 kJ/kg
3
2.8 kJ/kg정답
4
8.0 kJ/kg
해설
첫번째로 팽창하기 전에 있던 비체적을 구합니다. V1 = nRT1/P1 V1 = (0.02m^3/kg) (8.31 J/mol*K) (273.15 K)/(200 kPa) V1 = 0.069 m^3/kg 그 다음에 팽창 후의 비체적을 구합니다. V2 = nRT2/P2 V2 = (0.02m^3/kg) (8.31 J/mol*K) (273.15 K)/(100 kPa) V2 = 0.138 m^3/kg 그리고 비체적 변화량(ΔV)을 구합니다. ΔV = V2 - V1 ΔV = 0.138 m^3/kg - 0.069 m^3/kg ΔV = 0.069 m^3/kg 그리고 이 과정에서 시스템에서 일어난 에너지 변화량(ΔU)을 구합니다. ΔU = n * Cv * ΔT ΔU = 0.02 kg * (5/2) * R * ΔT ΔU = (0.02 kg) (5/2) (8.31 J/mol*K) (273.15 K) ΔU = 2.8 kJ/kg