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일반기계기사 [기계열역학] 2017년 4회 기출문제
문제.
20 ℃, 400 kPa의 공기가 들어 있는 1 ㎥의 용기와 30 ℃, 150 kPa의 공기 5 ㎏이 들어 있는 용기가 밸브로 연결되어 있다. 밸브가 열려서 전체 공기가 섞인 후 25 ℃의 주위와 열적 평형을 이룰 때 공기의 압력은 약 몇 kPa인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/(㎏·K)이다.)
①
110
②
214
③
319
④
417
정답 : ② 214 (2017년 4회)
해설
이상기체 상태방정식으로 각 용기의 질량과 최종 혼합 체적을 구한다: m1=P1V1/RT1=400×1/(0.287×293.15)≈4.755kg, V2=m2RT2/P2=5×0.287×303.15/150≈2.900㎥. 전체 질량 9.755kg, 전체 체적 3.900㎥, 최종 온도 298.15K을 대입하면 P=mRT/V≈214kPa로 보기 ②가 정답이다.
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