열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 2-106

열역학 2-106.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 2-106

철로 된 속이 빈 구 모양 용기 안에 얼음물이 들어 있을 때, 구로부터의 열손실률과 얼음의 융해율을 구한다.

가정: 문제의 열전달 과정은 정상 열전달 과정이다. 구의 내부 면 온도는 얼음물의 온도와 같으며,

얼음물의 온도와 외부 표면의 온도는 일정하게 유지된다. 1기압 에서의 얼음의 융해열은 333.7kJ/kg으로 가정한다.

풀이: 철의 열전도율은 책의 표 2-3을 참고하여 다음과 같다.

구 모양의 용기는 두께 방향으로 1차원 정상 열전달인 판으로 근사화 할 수 있다. 따라서 면적은 다음과 같이 계산될 수 있고,

용기를 통한 열손실률은 다음과 같다.

따라서 얼음의 융해율은 다음과 같이 계산된다.

구형 용기에 대한 근사화를 하지 않았을 때, 용기를 통한 열손실률은 다음과 같다.

따라서 얼음의 융해율은 다음과 같이 계산된다.