열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-75

열역학 4-75.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 4-75

노(furnace)에서 가열된 탄소강 구슬이 공기 속에서 천천히 냉각될 때, 주위 공기로의 총 열전달률을 구한다.

가정: 탄소강 구슬의 밀도 및 비열은 일정하고 균일하며 냉각 과정 중에서 탄소강 구슬의 온도는 균일하다.

풀이: 탄소강 구슬 한 개를 계로 선택하면 경계일과 질량 변화가 없으며 계의 운동 및 위치에너지 변화가 없다.

따라서 계의 에너지 평형식은 다음과 같다

따라서 탄소강 구슬의 질량는 아래와 같고,

탄소강 구슬 한 개에서 공기로 전달되는 열량은 다음과 같다.

이때 냉각 과정에서 구슬은 시간 당 2500개씩 처리되므로 공기로의 열전달률은 다음과 같이 계산된다.