열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 3-71

열역학 3-71.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

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문제 3-71

온도 상승에 따른 타이어 내부 공기의 압력과 처음 압력으로 되돌리기 위해 빼내야 할 공기량을 계산한다.

가정: 타이어 내부의 공기는 이상 기체로 가정하며, 타이어 내부 체적은 일정하다.

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 물성치 표 Moral mass, gas constant, and critical-point properties TABLE A-1을 참고하여 공기의 기체 상수는 다음과 같고,

이상 기체 상태 방정식을 이용하여 처음과 나중 상태의 관계식을 세우고 나중 압력에 대해정리하면 다음과 같다.

따라서 타이어 내 공기의 온도가 50℃로 상승되었을 때 타이어 내부의 절대압력은 다음과 같다.

그러므로 타이어의 계기압력은 236kPa이며, 처음 상태에서 타이어 내에 들어 있는 공기의 질량은 다음과 같다.

이때 상승한 온도에서 타이어 압력이 초기와 같을 때 타이어 내 공기의 질량은 다음과 같으므로

아래만큼의 공기를 빼내야 한다.