귀여운 촌아의 작은상자

열역학 1-115.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 1-115

열역학 1-114.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 1-114

사과의 단위 섭씨 온도에 대한 열손실을 단위 화씨 온도에 대해 변환한다.

풀이: 사과의 단위 섭씨 온도에 대한 열손실량이 아래와 같고,

섭씨 온도와 화씨 온도의 관계식은 다음과 같으므로,

섭씨 온도와 화씨 온도의 눈금 간격에 대한 관계식은 다음과 같다.

따라서 단위 화씨 온도에 대한 열손실량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

그러므로 보기에 답이 없다.

열역학 1-113.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-113

열역학 1-112.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

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문제 1-112

열역학 1-111.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-111

가해지는 압력에 대해 전기적 아날로그 신호를 송출하여 압력을 측정하는 압력변환기(pressure transducer)를 이용하여

측정된 값을 이용하여 보정곡선과 특정 전류에 대한 압력을 구한다.

가정: 중력 가속도와 수은의 밀도는 일정하고 균일한 값을 가진다.

풀이: 측정된 수은주의 높이차에 대한 압력을 계산하면 다음과 같다.

Δh, mm	28	181.5	297.8	413.1	765.9	1027	1149	1362	1458	1536
P, kPa	3.72	24.14	39.6	54.94	101.85	136.57	152.80	181.12	193.89	204.26
I, mA	4.21	5.78	6.97	8.15	11.76	14.43	15.68	17.86	18.84	19.64

계산한 압력값과 주어진 보정곡선을 EES를 이용하여 그래프를 그리면 다음과 같다.

Ctrl+N 또는 Equations Window 아이콘을 선택하여 주어진 선형보정곡선을 대입한 후,

압력 P, 전류 mA 값 입력을 위해 New Parametric Table 아이콘을 선택한다.

값을 대입할 P와 I 변수를 추가 Add 하고, OK를 선택한다.

Parametric Table 창에서 문제에 주어진 전류 I와 계산된 압력 P를 입력한다.

입력된 Parametric Table을 선형 회귀분석 Linear Regression 을 이용하여 보정곡선식을 구할 수 있다.

독립 변수와 종속 변수를 선택하고, 주어진 보정곡선식이 1차 다항식의 형태이므로 다항식의 차수를 1차로 선택한 뒤 Fit 버튼을 선택한다.

다음과 같이 보정곡선식을 구할 수 있다.

(a) 따라서 보정곡선식은 다음과 같다.

P=-5.09942804E+01+1.29971035E+01*I → P=-50.99+12.997*I

(b) 그러므로 10mA에 해당하는 압력은 다음과 같다.

매트랩 matlab의 regression 함수를 이용한 보정곡선 구하기 위해 출력 output 값인 압력 P와 입력 Input 값인 전류 I를 입력하고,

P=[3.72,24.14,39.6,54.94,101.85,136.57,152.80,181.12,193.89,204.26];

I=[4.21,5.78,6.97,8.15,11.76,14.43,15.68,17.86,18.84,19.64];

regression 함수를 이용하여 보정곡선식의 a와 b 값을 다음과 같이 구한다.

[r, a, b] = regression(I, P, 'one')

열역학 1-110.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-110

두꺼운 가스층에서 밀도 변화에 대한 압력 변화식과 미소 유체층에 대한 수직방향 압력 변화식을 이용하여 높이 함수로 압력 변화를 계산한다.

가정: 두꺼운 가스층에서 밀도 변화에 대한 압력 변화식은 가스층 전체에 유효하다. 중력 가속도는 일정하고 균일하다.

풀이: 높이 z=0에서 압력과 밀도의 값이 주어져 있으므로 두꺼운 가스층에서 밀도 변화에 대한 압력 변화식은 다음과 같이 정리할 수 있다.

따라서 위 식을 밀도에 대해 정리하면 다음과 같다.

따라서 위 식을 미소 유체층에 대한 압력 변화식에 대입하면 다음과 같다.

위 식을 정리하고 적분하면 아래와 같다.

그러므로 압력에 대해 식을 정리하면 다음과 같다.

열역학 1-108.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-108

국소 대기압의 값이 주어진 지역에서 이중 U자관이 연결된 급수관의 중심에서 절대압력을 계산한다.

가정: 대기압과 급수관의 압력은 일정하고 균일하다. 액체는 비압축성 유체로 가정한다. 유체 간의 용해성은 고려하지 않는다.

풀이: 급수관의 절대 압력을 구하는 것이므로 대기에 노출된 부분부터 관을 따라 압력에 대해 식을 세우면 다음과 같다.

따라서 각각의 항을 계산하면 다음과 같고,

그러므로 급수관의 절대 압력은 다음과 같다.

열역학 1-107.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-107

따라서 각각의 항을 계산하면 다음과 같고,

그러므로 휘발유 관의 계기압력은 다음과 같다.

열역학 1-106.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-106

압력계가 달려있는 이중 U자 관이 휘발유 관에 연결되어 있을 때, 휘발유 관의 계기 압력을 구한다.

가정: 휘발유 관 내의 압력은 일정하며, 관과 유체 사이의 마찰 등은 고려하지 않는다.

액체는 비압축성 유체로 가정하여 밀도가 일정하고 균일하다. 대기압과 이중 U자관의 높이, 중력 가속도 등은 일정하고 균일하다.

공기 기둥에 의한 압력은 고려하지 않는다.

풀이: 압력계에서 이중 U자관을 따라 압력에 대해 식을 세우면 다음과 같다.

따라서 각각의 항을 계산하면 다음과 같고,

그러므로 휘발유 관의 계기압력은 다음과 같다.

열역학 1-105.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-105