열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 3-126

열역학 3-126.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 3-126

수증기에 대한 상태량 표의 빈칸을 완성한다.

가정: 주어진 상태량은 일정하게 유지되고 있다고 가정한다.

풀이: 부록의 압력에 따른 포화 물 표 Saturated water-Pressure table TABLE A-5를 참고하면 200kPa에서 물의 포화 온도는 다음과 같으므로

30℃의 물은 압축액 상태이다. 압축액의 비체적과 내부에너지는 포화액으로 근사할 수 있으나

압축액의 비체적과 내부에너지는 압력 변화에 영향을 거의 받지 않으므로 온도에 따른 포화 물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를

참고하거나 EES를 이용하여 비체적과 내부에너지를 구하면 다음과 같다.

위와 같은 방법으로 130℃에서 물의 포화 압력은 다음과 같으므로

포화 상태이다. 하지만 포화액, 포화액-증기 혼합, 포화증기 상태 모두 포화 압력과 온도가 같으므로 정확한 상태를 결정할 수 없고,

따라서 비체적과 내부에너지 또한 정확한 값을 알 수 없다.

다음으로 400℃에서 물을 온도에 따른 포화 물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를 이용하여 참고하면 포화 선도를 벗어나 있다.

따라서 부록의 과열 수증기 표 Superheated Water TABLE A-6을 참고하면 주어진 온도와 비체적에서 압력, 내부에너지는 다음과 같다.

부록의 압력에 따른 포화 물 표 Saturated water-Pressure table TABLE A-5를 참고하면 300kPa에서 비체적은 다음과 같으므로

포화액-증기 혼합 상태이다. 따라서 포화 온도는 다음과 같고,

주어진 비체적을 이용하여 건도를 계산하면 다음과 같다.

그러므로 내부에너지는 다음과 같이 계산된다.

부록의 압력에 따른 포화 물 표 Saturated water-Pressure table TABLE A-5를 참고하면 500kPa에서내부에너지는 다음과 같으므로

과열 증기로 생각할 수 있고, 부록의 과열 수증기 표 Superheated Water TABLE A-6을 참고하면 내부에너지는 다음과 같다.

따라서 선형보간을 이용하거나 EES를 이용하여 이때의 온도와 비체적을 구하면 다음과 같다.