열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-70

열역학 4-70.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 4-70

고온의 황동 구슬이 수조에서 냉각될 때, 물의 온도가 일정하게 유지되기 위해서 제거되어야 할 열전달률을 구한다.

가정: 황동 구슬의 밀도와 비열은 일정하고 균일하며, 황동 구슬의 온도는 항상 균일하다.

수조는 고정되어 있으며 수조를 통과하는 황동 구슬의 위치 및 운동에너지 변화는 없다.

물의 온도는 일정하게 유지되고 황동 구슬에서 물로의 열전달률은 일정하고 균일하다.

풀이: 임의의 황동 구슬 하나를 계로 선택하면 경계일과 경계를 통과하는 질량은 없다.

따라서 에너지 평형식은 다음과 같다.

따라서 냉각 과정 동안 황동 구슬 한 개에 대한 열전달량은 다음과 같다.

그러므로 화동 구슬에서 수조로 전달되는 총 열전달률은 다음과 같다.

즉, 수조의 물로부터 제거되어야 할 열전달률은 위와 같다.