2017년 에너지관리기사 2회차 39번

Question

피스톤이 장치된 용기 속의 온도 100\ ℃ , 압력 200\ \mathrm{kPa} , 체적 0.1\ \mathrm{m^3} 의 이상기체 0.5\ \mathrm{kg} 이 압력이 일정한 과정으로 체적이 0.2\ \mathrm{m^3} 으로 되었다. 이때 전달된 열량은 약 몇 \mathrm{kJ} 인가? (단, 이 기체의 정압비열은 5\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)} 이다.)

Accepted Answer

**정답 이유:** 이 문제는 압력이 일정한 등압 과정에서 이상기체가 흡수한 열량을 구하는 문제입니다. 등압 과정에서 전달된 열량($Q$)은 기체의 엔탈피 변화($\Delta H$)와 같습니다. 엔탈피 변화는 질량($m$), 정압비열($c_p$), 온도 변화($\Delta T$)의 곱으로 계산할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **등압 과정:** 압력이 일정하게 유지되는 과정입니다. * **엔탈피:** 시스템의 내부 에너지와 압력-체적 에너지의 합으로, 열역학 제1법칙과 관련이 깊습니다. * **이상기체:** 실제 기체의 성질을 단순화한 가상적인 기체로, 이상기체 상태 방정식($PV = nRT$)을 따릅니다. **풀이 과정 (간략화):** 1. **온도 변화 계산:** 이상기체 상태 방정식을 이용하여 초기 온도와 최종 온도를 구합니다. 2. **엔탈피 변화 계산:** $Q = \Delta H = m \cdot c_p \cdot \Delta T$ 공식을 이용하여 전달된 열량을 계

2017년 에너지관리기사 2회차 39번 - 기출문제 및 해설

문제 1