열 문제 - #13

문제를 척 보면 답을 알 수 있을 정도로 풀어보자.
ㄱ설명. 틀리다. AB 과정에서 온도가 일정하다는 말이 전혀 없다. 그럼 들어온 열과 한 일이 같지 않다. 또한 PV/T 법칙에 의해서도 T는 증가해야 하기 때문에 내부에너지가 증가한다. Q0가 들어와서 일부는 일하는데 쓰이고 일부는 내부에너지 증가에 사용되었다.

ㄴ설명. dU=dQ-dW인데, dQ는 단열과정이기 때문에 0이다. 하지만 부피변화가 있는데, 부피가 늘었다. 즉 dW >0이다. 따라서 dU<0 이다 (부호 조심). 내부에너지는 감소한다. 맞는 설명이다.

ㄷ설명. 열 출입이 있는 구간은 AB, CD이다. 열출입만으로 열효율을 계산할 수 있다. 반대로 말하자면 열효율을 알면 열이 얼마나 빠져나갔는지 들어왔는지 알 수 있다. 열효율이 0.4라고 했기 때문에,
0.4 = 1-(나간 열들)/(들어온 열들 총합) = 1-x/1. -0.6=-x. 즉 x = 0.6. 즉 빠져나간 열량은 0.6Q0이다. 맞는 설명이다. 

따라서 답은 (4)이다.