2018년08월19일 26번
[기계열역학] 압력 250 kPa, 체적 0.35 m3의 공기가 일정 압력 하에서 팽창하여, 체적이 0.5 m3로 되었다. 이 때 내부에너지의 증가가 93.9 kJ이었다면, 팽창에 필요한 열량은 약 몇kJ인가?
- ① 43.8
- ② 56.4
- ③ 131.4
- ④ 175.2
(정답률: 34%)
문제 해설
팽창 과정에서 내부에너지의 증가는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
ΔU = Q - W
여기서 ΔU는 내부에너지의 변화량, Q는 열량, W는 일을 나타낸다. 일정 압력 하에서의 팽창에서 일은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
W = PΔV
여기서 P는 압력, ΔV는 체적의 변화량을 나타낸다. 따라서 위의 식을 ΔU에 대입하면 다음과 같다.
93.9 kJ = Q - PΔV
여기서 P는 250 kPa, ΔV는 0.5 m3 - 0.35 m3 = 0.15 m3 이므로,
Q = 93.9 kJ + 250 kPa × 0.15 m3 = 131.4 kJ
따라서 정답은 "131.4" 이다.
ΔU = Q - W
여기서 ΔU는 내부에너지의 변화량, Q는 열량, W는 일을 나타낸다. 일정 압력 하에서의 팽창에서 일은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
W = PΔV
여기서 P는 압력, ΔV는 체적의 변화량을 나타낸다. 따라서 위의 식을 ΔU에 대입하면 다음과 같다.
93.9 kJ = Q - PΔV
여기서 P는 250 kPa, ΔV는 0.5 m3 - 0.35 m3 = 0.15 m3 이므로,
Q = 93.9 kJ + 250 kPa × 0.15 m3 = 131.4 kJ
따라서 정답은 "131.4" 이다.
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