귀여운 촌아의 작은상자

열역학 2-39.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

문제 2-39

산업 시설 조명에 필요한 형광등을 고효율 형광등으로 교체할 때, 연간 절약되는 에너지와 경비를 구하고 투자 금액의 단순 회수 기간을 산정한다.

가정: 형광등의 소비전력은 일정하고 모두 같다.

풀이: 고효율 형광등으로 교체 시 연간 절약되는 에너지는 다음과 같다.

따라서 연간 절약되는 경비는 다음과 같다.

이때 표준 형광등 대신 고효율 형광등으로 교체하면서 추가되는 비용은 다음과 같다.

따라서 추가되는 비용의 단순 회수 기간은 다음과 같다.

열역학 2-38.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-38

교실의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 창문형 냉방 장치의 수를 결정한다.

가정: 주어진 조건 외에 교실로 전달되는 에너지는 없다고 가정한다.

풀이: 교실의 공기 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 교실로 유입되거나 발생하는 열만큼 냉방장치로 냉각해야 한다.

따라서 교실로 유입되거나 발생하는 열은 다음과 같다.

그러므로 필요한 냉각 용량은 다음과 같다.

창문형 냉방 장치 하나의 냉각 용량이 5kW이므로 창문형 냉방 장치의 수는 2개가 필요하다.

열역학 2-37.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-37

열역학 2-36.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-36

열역학 2-32.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-32

고장 난 자동차를 견인할 때, 각각의 운행 조건에서 추가 동력을 구한다.

가정: 마찰, 공기 저항, 회전 저항은 무시한다.

풀이: (a) 평탄한 도로에서 일정한 속도로 움직일 때 위치 및 운동 에너지의 변화가 없으므로 추가 동력은 0kW가 된다.

(b) 경사도가 30°인 오르막을 일정한 속도로 올라갈 때, 필요한 추가 일은 견인하고 있는 자동차의 위치에너지 변화와 같다.

이때 수직 상승 높이는 다음과 같고,

필요한 추가 동력은 다음과 같다.

(c) 평탄한 도로에서 정지 상태로부터 12초 동안 90km/h로 가속될 때 견인된 자동차에 대해 추가로 필요한 일은 운동에너지 변화와 같다.

따라서 다음과 같이 계산된다.

열역학 2-31.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-31

일정 거리의 경사진 언덕길을 일정 시간 동안 올라가는데 필요한 동력을 계산한다.

가정: 마찰, 공기 저항, 회전 저항은 무시한다.

풀이: (a) 일정한 속도로 10초 동안 30° 경사의 언덕 100m 올라갈 때

자동차의 속력은 변화가 없으며 자동차의 속도 변화는 없으며 높이 변화만 있다.

따라서 이때 자동차에 필요한 일은 위치에너지의 변화와 같다.

그러므로 필요한 동력은 다음과 같다.

(b) 정지 상태에서 최종 속도 30m/s로 가속되면서 경사로를 올라갈 때,

필요한 일은 운동에너지 변화와 위치에너지 변화의 합과 같다.

따라서 다음과 같이 계산된다.

그러므로 필요한 동력은 다음과 같다.

(c) 경사진 언덕을 올라갈 때 자동차가 감속을 하면서 올라갈 때,

필요한 일은 운동에너지 변화와 위치에너지 변화의 합과 같다.

따라서 다음과 같이 계산된다.

그러므로 필요한 동력은 다음과 같다.

열역학 2-29.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-29

자동차의 최대 출력으로 자동차를 가속 시킬 때, 특정 속도까지 가속하는데 소요되는 시간을 계산한다.

가정: 자동차에 작용하는 마찰 및 저항은 고려하지 않는다.

자동차 기관의 출력은 최대 출력으로 일정하게 작동하며 이 출력은 자동차를 가속하는데 모두 사용된다. 도로는 평탄하다.

풀이: 자동차를 정지 상태로부터 100km/h까지 가속하는데 필요한 에너지는 다음과 같다.

자동차에 탑재된 기관의 출력은 75kW이므로 소요되는 시간은 다음과 같다.

위의 결과는 자동차와 지면의 마찰과 공기 저항, 자동차 출력이 모두 자동차의 속도로 전환된다고 가정했을 때 이다.

열역학 2-28.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 2-28

열역학 2-27.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 2-27

열역학 2-26.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-26