열역학 1-104.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 1-104


물과 오일이 같은 체적으로 들어있는 U자관이 양쪽의 높이가 같도록 오일 측을 불어서 맞출 때, 오일 측에 가해지는 압력을 계산한다.

가정: U자 관과 액체 사이의 마찰, 모세관 현상 등은 고려하지 않는다. 물과 오일은 전혀 섞이지 않는다.
물과 오일의 양쪽 높이는 일정하며 대기압과 중력 가속도는 일정하고 균일하다.

풀이: U자관 양쪽의 액체가 같은 높이로 균형을 이루고 있으므로 오일 측에 가해지는 압력과 액체들 사이의 압력에 대한 식은 다음과 같다.


따라서 오일 측을 불어서 가해진 압력은 다음과 같다.

Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-103.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 1-103


원형 덕트에 연결된 경사진 액주식 압력계를 이용하여 덕트 내 공기의 계기압력과 경사관의 액주 길이를 계산한다.

가정: 원형 덕트 내 공기의 압력은 일정하며, 대기압과 중력 가속도, 경사관의 수직 거리차, 액체의 밀도는 일정하고 균일하다.

풀이: 주어진 액체의 밀도는 다음과 같으므로


덕트 내 공기의 계기압력은 다음과 같다.

경사관의 실질적 액주 길이는 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-102.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 1-102



고도의 함수로 주어진 대기압 관계식을 이용하여 각 도시에서의 대기압을 계산한다.

가정: 주어진 관계식 외에 대기압에 영향을 주는 요소는 고려하지 않는다.

풀이: 주어진 관계식에 각 도시의 고도를 대입하면 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-101.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 1-101


유리관이 수직으로 부착된 물이 흐르는 관에 수압과 대기압이 주어져 있을 때, 유리관 내의 물의 높이를 계산한다.

가정: 유리관 밑의 수압과 대기압, 물의 밀도, 중력 가속도는 일정하고 균일하다. 유리관 내의 물 높이는 일정하다.

풀이: 유리관 밑의 수압은 아래와 같으므로


유리관 내의 물의 높이는 다음과 같다.

Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-100.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 1-100



압력솥의 뚜껑에 있는 증기 배출구가 압력솥 내부의 압력과 마개 추의 무게에 의해 작동될 때,
주어진 압력솥의 작동 압력에 대한 마개 추의 질량과 마개 추의 자유 물체 선도를 그린다.

가정: 압력솥은 잘 밀봉되어 있으며, 마개 추의 작동 압력과 대기압은 일정하다.

풀이: 압력솥 내부의 계기압력이 100kPa일 때 마개 추가 작동하여 증기가 빠져나가게 되므로 마개 추의 무게에 의한 압력은 다음과 같다.


따라서 마개 추의 무게와 질량은 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-99.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 1-99


마찰이 없는 피스톤-실린더에서 실린더 내부의 절대압력과 대기압을 이용하여 피스톤의 질량을 구한다.

가정: 피스톤-실린더 장치는 마찰이 없으며, 대기압과 중력 가속도, 실린더 내부의 기체 압력은 일정하고 균일하다.

풀이: 실린더 내부의 기체 압력이 절대압력으로 주어져 있으므로 피스톤의 무게에 의한 압력은 다음과 같다.


피스톤의 면적이 주어져 있으므로 피스톤의 무게는 다음과 같다.

따라서 피스톤의 질량은 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-98.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 1-98


원통형 용기의 아래쪽 반은 물로, 위쪽 반은 기름으로 채워져 있을 때, 원통의 상부와 바닥 사이의 압력 차이를 계산한다.

가정: 용기와 액체 사이의 힘은 고려하지 않으며, 물과 기름의 밀도, 대기압은 균일하고 일정하다.
중력 가속도와 액체의 높이는 일정하고 균일하다.

풀이: 원통의 상부와 바닥 사이의 압력 차이는 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-97.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 1-96


공기 밀도가 일정하다고 가정할 때, 지상 관제소와 비행기에서의 기압을 이용하여 고도를 구한다.

가정: 공기의 밀도는 주어진 평균 공기 밀도와 측정된 기압, 중력 가속도는 일정하다고 가정한다.

풀이: 지상과 현재 비행기 고도에서의 압력차는 다음과 같다.


지상 관제소의 고도는 0m이므로 일정한 공기 밀도 하에 있는 비행기의 고도는 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:

열역학 1-96.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 1-96


헬륨을 채워 넣은 기구가 있을 때, 이 기구가 운반할 수 있는 최대 적재량을 계산한다.

가정: 기구의 로프와 사람이 타고 있는 구조물의 무게는 고려하지 않으며, 외부 공기의 흐름 등은 무시한다.
헬륨이 채워진 기구의 풍선은 구형으로 생각한다.
중력 가속도와 공기의 밀도는 일정하고 균일하다고 가정한다.

풀이: 헬륨이 채워져 있는 풍선의 부피는 다음과 같다.


따라서 부력은 다음과 같이 계산된다.

헬륨의 질량은 다음과 같으므로

따라서 상승하는 방향의 반대 방향으로 작용하는 중력에 의한 무게는 다음과 같다.

그러므로 기구에 작용하는 힘의 합력은 다음과 같다.

기구가 운반할 수 있기 위해서는 상승 힘보다 무게가 작아야하므로 최대 적재량은 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
: