2016년06월25일 2번

[과목 구분 없음]
스프레이 캔에 이상기체가 들어 있다. 캔 내부의 압력은 대기압의 2배(202kPa)이고, 부피는 125cm³이며 온도는 22.0℃이다. 이 캔을 매우 뜨거운 액체 속에 담근 후 캔 내부기체의 온도가 195℃에 도달할 때, 캔 내부의 압력은? (단, 부피의 변화는 무시한다.)

① 180kPa
② 260kPa
③ 320kPa
④ 480kPa

(정답률: 57%)

문제 해설

가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 풀이할 수 있다. 이때, n과 R은 일정하므로 PV/T = 상수이다. 따라서, 초기 상태와 최종 상태에서 PV/T 값이 같다는 것을 이용하여 계산할 수 있다.

초기 상태에서 PV/T = (202kPa)(125cm^3)/(295K) = 8.57 kPa·L/K
최종 상태에서 PV/T = P(125cm^3)/(468K) = 5.32P kPa·L/K (P는 최종 압력)

따라서, 초기 상태와 최종 상태에서 PV/T 값이 같으므로, 8.57 = 5.32P 이다. 이를 풀면 P = 320kPa 이므로, 정답은 "320kPa"이다.

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