2019년03월03일 36번

[기계열역학]
공기 1 kg이 압력 50 kPa, 부피 3 m³인 상태에서 압력 900 kPa, 부피 0.5 m³인 상태로 변화할 때 내부 에너지가 160 kJ 증가하였다. 이 때 엔탈피는 약 몇 kJ이 증가하였는가?

① 30
② 185
③ 235
④ 460

(정답률: 53%)

문제 해설

내부 에너지 변화량과 엔탈피 변화량은 다음과 같은 관계가 성립합니다.

ΔH = ΔU + PΔV

여기서 ΔH는 엔탈피 변화량, ΔU는 내부 에너지 변화량, P는 압력, ΔV는 부피 변화량을 나타냅니다.

따라서 이 문제에서 ΔU = 160 kJ, P₁ = 50 kPa, V₁ = 3 m³, P₂ = 900 kPa, V₂ = 0.5 m³입니다.

먼저 부피 변화량을 구해보겠습니다.

ΔV = V₂ - V₁ = 0.5 m³ - 3 m³ = -2.5 m³

부호가 음수인 이유는 부피가 감소했기 때문입니다.

다음으로 압력 변화량을 구해보겠습니다.

ΔP = P₂ - P₁ = 900 kPa - 50 kPa = 850 kPa

이제 ΔH를 구할 수 있습니다.

ΔH = ΔU + PΔV = 160 kJ + 850 kPa × (-2.5 m³) = 460 kJ

따라서 정답은 "460"입니다.

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