2009년03월01일 39번

[열역학]
폐쇄계에서 경로 A→C→B를 따라 100J 의 열이 계로 들어오고 40의 일을 외부에 할 경우 B→D→A를 따라 계가 되돌아 올 때 계가 30J의 일을 받는다면 이 과정에서 계는 얼마의 열을 방출 또는 흡수하는가?

① 30J 흡수
② 30J 방출
③ 90J 흡수
④ 90J 방출

(정답률: 65%)

문제 해설

열역학 제1법칙에 의해, 열과 일은 에너지 보존의 법칙에 따라 상호 변환될 수 있다. 따라서, 계가 받은 일과 방출한 열의 합은 계로 들어온 열과 외부에 한 일의 합과 같다.

여기서, 계로 들어온 열은 100J이고, 외부에 한 일은 -40J이다. (일의 부호는 외부가 계에 한 일이므로 외부에서 계로 일이 들어올 때는 음수로 표기한다.) 따라서, 계가 받은 일은 100J - 40J = 60J이다.

계가 되돌아올 때 받은 일은 -30J이므로, 계가 방출한 열은 60J - (-30J) = 90J이다. 따라서, 정답은 "90J 방출"이다.

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