열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-72

열역학 4-72.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 4-72

물로 간주할 수 있는 상온의 캔 음료수를 얼음물에 넣고 냉각시킬 때, 일정 온도까지 냉각되는데 까지 녹는 얼음의 질량을 계산한다.

가정: 음료수는 물의 상태량을 사용하며, 캔 음료수를 흔들면서 전달되는 위치 및 운동에너지는 고려하지 않는다.

음료수의 비열 및 밀도와 얼음물의 온도 및 융해열은 일정하고 균일하다. 캔으로의 열전달은 고려하지 않는다.

음료수의 온도는 항상 균일하다.

풀이: 캔 내부의 음료를 계로 선택하면 경계일은 없고 계의 경계를 통과하는 질량은 없다.

따라서 계의 에너지 균형식은 다음과 같다.

음료(물)의 융해열, 비열 및 밀도는 부록의 일반 액체, 고체, 음식물의 상태량 표 TABLE A-3을 참고하여 아래와 같으므로

음료가 잃은 열량은 다음과 같다.

따라서 얼음물로 전달된 열량은 위와 같으므로 이 과정 동안 녹는 얼음의 질량은 다음과 같다.