2021년03월07日 4번
[화공열역학] Cp가 3.5R(R; ideal gas constant)인 1몰의 이상기체가 10bar, 0.005 m3에서 1bar로 가역정용과정을 거쳐 변화할 때, 내부에너지 변화(△U; J)와 엔탈피 변화(△H; J)는?
- ① △U= -11250, △H= -15750
- ② △U= -11250, △H= -9750
- ③ △U= -7250, △H= -15750
- ④ △U= -7250, △H= -9750
(정답률: 45%)
문제 해설
연도별
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진행 상황
0 오답
0 정답
Q = nCp△T
여기서, n = 1mol, Cp = 3.5R, △T = -273.15K 입니다.
Q = (1mol)(3.5R)(-273.15K) = -9622.25 J
내부에너지 변화는 -9622.25 J 입니다.
엔탈피 변화는 다음과 같이 구할 수 있습니다.
△H = △U + P△V
여기서, P는 상수 압력이므로, P△V는 다음과 같이 구할 수 있습니다.
P△V = nR△T
여기서, n = 1mol, R은 이상기체 상수이므로, R = 8.314 J/mol·K 입니다.
P△V = (1mol)(8.314 J/mol·K)(-273.15K) = -227.52 J
따라서, 엔탈피 변화는 다음과 같습니다.
△H = -9622.25 J - 227.52 J = -9850.77 J
하지만, 이 문제에서는 가역정용과정을 거쳤으므로, 엔탈피 변화는 실제로는 작아집니다. 가역정용과정에서 엔탈피 변화는 다음과 같이 구할 수 있습니다.
△H = nCp△T
여기서, n = 1mol, Cp = 3.5R, △T = -273.15K 입니다.
△H = (1mol)(3.5R)(-273.15K) = -9622.25 J
따라서, 정답은 "△U= -11250, △H= -15750" 입니다.