[열역학 과정] 14년도 6월 모평 물리1 18번

정답률

45%

알았어야 할 내용

1. 열역학 제1법칙

2. 상태 방정식

3. 온도와 기체 분자의 평균 속력 간의 관계

풀이 과정

상태 방정식 PV = NkT (N:기체 분자수, k: 상수), 현재 실린더의 기체 분자수(N)에 변함이 없으므로 PV/T는 일정해야 한다.

 

ㄱ. PV/T가 일정해야 하기 때문에 압력 P가 일정한 상태에서 부피 V가 늘어난다면 온도 T는 증가해야 한다. 

 

따라서 ㄱ은 틀렸다.

 

ㄴ. 온도가 높다는 것은 기체 분자의 평균 속력이 빠르다는 거고, 온도가 낮다는 것은 기체 분자의 평균속력이 느리다는 거다. 따라서 기체 분자의 평균 속력은 커진다. 

 

ㄷ. 기체의 온도가 증가했기 때문에 내부 에너지 변화량도 존재하고(△U>0), 기체의 부피가 증가하고 있으므로 (△V>0) 기체가 외부에 하는 일 [W(P△V)>0]]도 존재한다.

열역학 제1법칙 Q=△U + W에 의해 기체가 흡수한 열량 Q는 내부 에너지 변화량과 기체가 외부에 한 일의 합이다. 따라서 ㄷ은 틀렸다.