귀여운 촌아의 작은상자

열역학 3-113.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 3-113

견고한 용기에 R-134a 증기가 냉각되어 처음 응축되기 시작할 때의 압력을 계산하고 P-v 선도에 나타내라.

가정: 용기의 체적은 일정하며 용기는 완전히 밀폐되어 있다.

풀이: 처음 R-134a의 비체적은 용기의 체적과 R-134a 증기의 질량을 이용하여 다음과 같고,

용기 내부의 압력에서의 비체적을 EES 또는 부록의

압력에 대한 R-134a 포화액-증기표 Saturated regrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하여 구하면 다음과 같다.

따라서 R-134a는 과열증기 상태에서 어떠한 유출입이 없이 R-134a가 처음 응축하기 시작할 때까지

즉, R-134a가 포화 증기 상태가 될 때까지 냉각된다. 또한 이 과정에서 용기의 체적과 R-134a의 질량은 일정하게 유지되므로

비체적이 일정하게 유지되는 냉각과정이다. 따라서 주어진 비체적에서 포화 증기에 대한 압력을

EES 또는 부록의 압력에 대한 R-134a 포화액-증기표 Saturated regrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하여 구하면 다음과 같다.

그러므로 EES를 이용하여 P-v 선도에 나타내면 다음과 같다.

이를 알아 보기 쉽게 수정하면 아래와 같다.

열역학 3-61.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 3-61

온도만 알고 있는 수증기가 견고한 용기에 들어 있을 때 냉각되어 응축하기 시작하는 온도를 이용하여 용기 내의 최초 압력을 계산한다.

가정: 용기 내에는 순수한 물만 들어 있고 용기는 밀폐되어 있다.

풀이: 용기는 견고하며 밀폐되어 있으므로 용기 내의 전체 비체적은 일정하다. 또한 용기가 150℃까지 냉각되었을 때 응축되기 시작하므로

이 온도는 포화 온도가 되며, 포화 온도에 도달하기 전까지 용기 내는 과열 수증기 상태이다.

따라서 부록의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를 참고하면 포화 온도에서의 수증기의 비체적은 아래와 같다.

따라서 처음 온도와 비체적을 이용하여 부록의 과열 증기표 Superheated water TABLE A-6을 참고하면 다음과 같다.

용기 내의 비체적 값은 과열 증기표에 주어진 비체적 값의 사이에 있으므로 선형 보간법을 이용하여 압력을 계산하면 근사값은 다음과 같다.

추가: EES를 이용하여 과열 수증기의 압력을 구하면 다음과 같다.

3-50.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 3-50

견고한 용기에 일정 질량, 압력의 물이 들어 있을 때, 온도와 총 엔탈피, 각 상의 질량을 계산한다.

가정: 평형 상태이며, 용기의 체적은 일정하고 밀폐되어 있다.

풀이: 용기 내에 있는 물의 비체적은 다음과 같다.

이때 부록의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table TABLE A-5를 참고하면

150kPa에서의 포화 증기와 포화 액의 비체적과 엔탈피는 다음과 같고,

(a) 용기의 물의 비체적은 두 값 사이의 값이므로 포화 수증기-물 혼합 상태이다. 그러므로 온도는 포화 온도가 되므로 다음과 같다.

주어진 포화 수증기-물 혼합물의 건도는 다음과 같이 계산되고,

(b) 총 엔탈피는 다음과 같이 계산된다.

(c) 각 상의 물의 질량은 다음과 같다.

3-49.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 3-49

R-134a가 들어 있는 용기의 체적과 총 내부에너지를 계산한다.

가정: 용기의 체적은 일정하고 밀폐되어 있다.

풀이: 부록의 압력에 대한 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하면 주어진 압력에서 포화 온도는 다음과 같다.

따라서 주어진 용기 내의 R-134a는 과열 증기 상태임을 알 수 있다. 과열 R-134a 표 Superheated refrigerant-134a TABLE A-13을 참고하면

주어진 온도와 압력에서 비체적과 질량 당 내부에너지는 다음과 같다.

그러므로 R-134a가 2kg이 들어있는 용기의 체적과 총 내부에너지는 다음과 같다.