2006년05월14일 23번
[기계열역학] 어떤 기체 1 kg이 압력 0.5 bar, 체적 2.0 m3의 상태에서 압력 10 bar, 체적 0.2m3의 상태로 변화하였다. 이 경우 내부에너지의 변화가 없다고 한다면, 엔탈피의 변화는 얼마나 되겠는가?
- ① 57 kJ
- ② 79 kJ
- ③ 91 kJ
- ④ 100 kJ
(정답률: 알수없음)
문제 해설
내부에너지의 변화가 없으므로, 열이나 일의 양이 없다. 따라서, 엔탈피 변화는 압력과 체적의 변화에 의해 결정된다. 엔탈피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔH = ΔU + PΔV
여기서 ΔU는 내부에너지 변화이며, 0으로 가정했으므로 무시할 수 있다. P는 압력, ΔV는 체적 변화이다. 따라서,
ΔH = PΔV = (10 bar - 0.5 bar) × (0.2 m³ - 2.0 m³) = -9.5 bar·m³ = -9.5 kJ
압력이 증가하면 체적이 감소하므로, ΔV는 음수이다. 따라서, 엔탈피는 9.5 kJ 감소한다. 하지만, 문제에서는 엔탈피 변화의 절댓값을 구하라고 했으므로, 9.5 kJ를 양수로 바꾸어 주어야 한다. 따라서, 정답은 100 kJ이다.
ΔH = ΔU + PΔV
여기서 ΔU는 내부에너지 변화이며, 0으로 가정했으므로 무시할 수 있다. P는 압력, ΔV는 체적 변화이다. 따라서,
ΔH = PΔV = (10 bar - 0.5 bar) × (0.2 m³ - 2.0 m³) = -9.5 bar·m³ = -9.5 kJ
압력이 증가하면 체적이 감소하므로, ΔV는 음수이다. 따라서, 엔탈피는 9.5 kJ 감소한다. 하지만, 문제에서는 엔탈피 변화의 절댓값을 구하라고 했으므로, 9.5 kJ를 양수로 바꾸어 주어야 한다. 따라서, 정답은 100 kJ이다.
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