2022년 에너지관리기사 2회차 38번

Question

밀폐계가 300\ \rm kPa 의 압력을 유지하면서 체적이 0.2\ \rm m^3 에서 0.4\ \rm m^3 로 증가하였고 이 과정에서 내부에너지는 20\ \rm kJ 증가하였다. 이 때 계가 받은 열량은 약 몇 \rm kJ 인가?

Accepted Answer

이 문제는 열역학 제1법칙을 이용하여 계가 받은 열량을 계산하는 문제입니다. 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 계가 받은 열량($Q$)은 계의 내부 에너지 변화량($\Delta U$)과 계가 외부에 한 일($W$)의 합과 같다는 것을 나타냅니다. 즉, $Q = \Delta U + W$ 입니다. 주어진 문제에서 압력($P$)은 300 kPa, 체적 변화량($\Delta V$)은 0.4 m³ - 0.2 m³ = 0.2 m³이며, 내부 에너지 변화량($\Delta U$)은 20 kJ입니다. 등압 과정에서 계가 외부에 하는 일($W$)은 $P 	imes \Delta V$로 계산됩니다. 따라서 $W = 300 	imes 10^3 	ext{ Pa} 	imes 0.2 	ext{ m}^3 = 60 	imes 10^3 	ext{ J} = 60 	ext{ kJ}$ 입니다. 이제 열역학 제1법칙을 적용하면, 계가 받은 열량($Q$)은 $Q = \Delta U + W = 20 	e

2022년 에너지관리기사 2회차 38번 - 기출문제 및 해설

문제 1