귀여운 촌아의 작은상자

열역학 3-125.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 3-125

주위로부터의 열전달로 용기 내의 아르곤이 냉각되어 평형상태에 도달할 때, 아르곤의 계기압력을 계산한다.

가정: 용기의 체적은 일정하며 밀폐되어 있다. 주위 온도는 일정하다고 가정한다.

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 물성치 표 Molar mass, gas constant, and critical-point properties TABEL A-1을 참고하여

아르곤의 임계점은 다음과 같고,

아르곤은 임계 온도보다 온도가 매우 높고 임계 압력보다 압력이 매우 낮으므로 이상기체라고 할 수 있다.

따라서 이상기체 방정식은 다음과 같이 정리되고,

용기 내 아르곤의 비체적은 일정하므로 아르곤의 나중 압력은 다음과 같이 계산된다.

따라서 아르곤의 계기압력은 다음과 같다.

아르곤은 임계 온도에 비해 매우 온도가 높으므로 이상기체로 볼 수 있다.

열역학 3-124.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 3-124

주위로부터의 열전달로 용기 내의 헬륨이 가열되어 평형상태에 도달할 때, 헬륨의 계기압력을 계산한다.

가정: 용기의 체적은 일정하며 밀폐되어 있다. 주위 온도는 일정하다고 가정한다.

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 물성치 표 Molar mass, gas constant, and critical-point properties TABEL A-1을 참고하여

헬륨의 임계점은 다음과 같고,

처음 주어진 상태에서 환산 온도 및 환산 압력을 고려할 때, 처음 상태의 헬륨은 이상기체로 간주할 수 있다. 나중 상태 또한 이상기체로 가정할 때,

이상기체 방정식은 다음과 같이 정리된다.

이때 용기 내 헬륨의 비체적은 일정하므로 헬륨의 나중 압력은 다음과 같이 계산된다.

따라서 헬륨의 계기압력은 다음과 같다.

헬륨은 임계 온도에 비해 매우 온도가 높으므로 이상기체로 볼 수 있다.

열역학 3-109.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 3-109

주행 후의 자동차 타이어 계기 압력이 증가했을 때, 타이어 내에 있는 공기의 절대온도 증가율을 구한다.

가정: 타이어 내의 공기는 이상기체라고 가정하며, 타이어 내의 체적은 일정하게 유지된다.

타이어 내의 공기는 유출입이 없으며 대기압은 일정하다.

풀이: 주행 전, 후 타이어 내 공기의 이상기체 방정식은 다음과 같으므로

공기의 절대온도 증가율 식에 대입하여 정리하면 다음과 같다.

그러므로 공기의 절대온도 증가율(%)은 다음과 같이 계산된다.

열역학 3-75.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

문제 3-75

열역학 1-107.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 1-107

따라서 각각의 항을 계산하면 다음과 같고,

그러므로 휘발유 관의 계기압력은 다음과 같다.

열역학 1-106.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

문제 1-106

압력계가 달려있는 이중 U자 관이 휘발유 관에 연결되어 있을 때, 휘발유 관의 계기 압력을 구한다.

가정: 휘발유 관 내의 압력은 일정하며, 관과 유체 사이의 마찰 등은 고려하지 않는다.

액체는 비압축성 유체로 가정하여 밀도가 일정하고 균일하다. 대기압과 이중 U자관의 높이, 중력 가속도 등은 일정하고 균일하다.

공기 기둥에 의한 압력은 고려하지 않는다.

풀이: 압력계에서 이중 U자관을 따라 압력에 대해 식을 세우면 다음과 같다.

따라서 각각의 항을 계산하면 다음과 같고,

그러므로 휘발유 관의 계기압력은 다음과 같다.

열역학 1-69.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 1-69

탱크에 연결된 수은주의 높이차를 구한다.

가정: 공기를 제외한 유체는 비압축성 물질로 가정한다. 관 내부의 모세관, 마찰 효과 등은 고려하지 않는다.

유체면의 높이는 평형상태이다. 유체의 비중과 대기압, 중력 가속도 등은 일정하고 균일하다.

풀이: 물의 밀도가 1000kg/m3일 때 관을 따라 압력에 대해 식을 세우면 다음과 같다.

따라서 수은주의 높이에 대해 식을 정리하면 다음과 같다.

그러므로 수은주의 높이는 다음과 같다.

열역학 1-68.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 1-68

탱크에 연결된 수은주의 높이차를 구한다.

가정: 공기를 제외한 유체는 비압축성 물질로 가정한다. 관 내부의 모세관, 마찰 효과 등은 고려하지 않는다.

유체면의 높이는 평형상태이다. 유체의 비중과 대기압, 중력 가속도 등은 일정하고 균일하다.

풀이: 물의 밀도가 1000kg/m3일 때 관을 따라 압력에 대해 식을 세우면 다음과 같다.

따라서 수은주의 높이에 대해 식을 정리하면 다음과 같다.

그러므로 수은주의 높이는 다음과 같다.

열역학 1-56.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 1-56

계기 압력계와 액주식 압력계가 부착된 용기가 있을 때, 수은과 물의 액주식 압력계의 유체면 사이의 수직 거리를 구한다.

가정: 용기 내의 압력은 균일하고 일정하다. 액주식 관의 표면장력, 모세관 효과 등은 무시한다.

수은과 물의 밀도는 균일하고 일정하다. 중력 가속도는 일정하다.

풀이: 수은과 물의 밀도는 아래와 같고,

용기 내의 압력은 계기 압력으로 측정되고, 이는 액주식 압력계로 똑같이 측정되므로 각각의 액주식 압력계의 수직 높이는 다음과 같다.

수은:

물:

따라서 두 액주식 압력계의 유체면 사이의 수직 높이 차는 다음과 같다.

열역학 1-48.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

문제 1-48

계기압력의 값을 이용하여 절대압력을 구한다.

가정: 대기압과 계기압력은 일정하다.

풀이: 계기압력과 절대압력, 대기압의 관계는 다음과 같다.

그러므로 탱크 내부의 절대압력은 다음과 같다.