자동차정비기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2018년04월28일 37번

[기계열역학]
그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 장착된 실린더가 있는데, 실린더 내의 초기 압력은 300kPa, 초기 체적은 0.05m3이다. 이 실린더에 열을 가하면서 적절히 추를 제거하여 폴리트로픽 지수가 1.3인 폴리트로픽 변화가 일어 나도록 하여 최종적으로 실린더 내의 체적이 0.2m3이 되었다면 가스가 한 일은 약 몇 kJ인가?

  • ① 17
  • ② 18
  • ③ 19
  • ④ 20
(정답률: 43%)

문제 해설

폴리트로픽 변화에서 압력과 체적의 곱은 항상 일정하므로, P1V11.3 = P2V21.3 이다. 따라서 P2 = P1(V1/V2)1/1.3 = 300(0.05/0.2)1/1.3 ≈ 150 kPa 이다. 가스가 한 일은 W = ∫PdV 이므로, W = P1V1V1V2(V/V1)1/1.3dV = P1V1[(V2/V1)1.3-1]/(1.3) = 300(0.05)[(0.2/0.05)1.3-1]/(1.3) ≈ 17 kJ 이다. 따라서 정답은 "17"이다.

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