2011년06월12일 29번

[기계열역학]
피스톤-실린더로 구성된 용기 안에 들어 있는 100kPa, 20℃ 상태의 질소 기체를 가역 단열압축하여 압력이 500kPa이 되었다. 질소의 정적 비열은 0.745kJ/kg·K이고, 비열비는 1.4이다. 질소 1kg당 압축일은 약 얼마인가?

① 102.7 kJ/kg
② 127.5 kJ/kg
③ 171.8 kJ/kg
④ 240.5 kJ/kg

(정답률: 34%)

문제 해설

압축일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

압축일 = (압축 후 엔탈피 - 압축 전 엔탈피)

압축 전 상태에서의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

h1 = c_v * T1 = 0.745 * 293 = 218.285 J/g

압축 후 상태에서의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

h2 = c_v * T2 * (P2/P1)^((γ-1)/γ) = 0.745 * 293 * (500/100)^((1.4-1)/1.4) = 345.98 J/g

따라서 압축일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

압축일 = (345.98 - 218.285) / 1000 = 0.127695 kJ/kg

따라서 정답은 "127.5 kJ/kg"이다.

이전 문제 다음 문제