귀여운 촌아의 작은상자

열역학 4-66.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 4-66

열역학 2-109.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 2-109

수직 엘리베이터가 비어있는 상태와 최대 적재 상태에서 엘리베이터를 하강, 상승시키는데 필요한 동력을 계산한다.

가정: 케이블의 무게와 도르래와 가이드 레일의 마찰, 공기 저항 등은 없다고 가정한다.

풀이: 엘리베이터에는 평형추가 도르래를 통해 연결되어 있으므로 엘리베이터 상승 시 평형추는 반대로 하강하게 된다.

(a) 따라서 엘리베이터가 최대 적재 상태로 상승할 때 필요한 동력은 다음과 같다.

(b) 비어 있는 상태에서 엘리베이터 객실을 하강하는데 필요한 동력은 다음과 같다.

이때 평형추가 없을 경우 (a)는 다음과 같이 계산된다.

또한 가이드 레일 사이에 800N의 마찰력이 작용하면 이에 대한 추가 필요 동력은 다음과 같다.

따라서 (b) 비어 있는 객실을 일정한 속도로 하강시킬 때 필요한 동력은 다음과 같다.

열역학 2-49.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 2-49

승용차가 가속하여 다른 차를 앞지르려고 할 때 추가해야 할 동력을 계산한다.

가정: 승용차에 추가되는 동력은 자동차의 운동에너지로 모두 변환된다.

승용차의 가속도는 일정하고 균일하다고 가정한다.

승용차에 작용하는 마찰 및 저항은 고려하지 않는다. 도로는 경사가 없는 직선 도로이다.

풀이: 승용차를 계로 설정하면 이 계의 에너지 균형은 다음과 같다.

따라서 승용차의 운동에너지 변화가 추가되어야 할 에너지이다.

승용차의 질량이 원래의 절반인 700kg이 되면 추가되어야 할 동력은 다음과 같다.

열역학 2-32.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 2-32

고장 난 자동차를 견인할 때, 각각의 운행 조건에서 추가 동력을 구한다.

가정: 마찰, 공기 저항, 회전 저항은 무시한다.

풀이: (a) 평탄한 도로에서 일정한 속도로 움직일 때 위치 및 운동 에너지의 변화가 없으므로 추가 동력은 0kW가 된다.

(b) 경사도가 30°인 오르막을 일정한 속도로 올라갈 때, 필요한 추가 일은 견인하고 있는 자동차의 위치에너지 변화와 같다.

이때 수직 상승 높이는 다음과 같고,

필요한 추가 동력은 다음과 같다.

(c) 평탄한 도로에서 정지 상태로부터 12초 동안 90km/h로 가속될 때 견인된 자동차에 대해 추가로 필요한 일은 운동에너지 변화와 같다.

따라서 다음과 같이 계산된다.

열역학 2-31.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 2-31

일정 거리의 경사진 언덕길을 일정 시간 동안 올라가는데 필요한 동력을 계산한다.

가정: 마찰, 공기 저항, 회전 저항은 무시한다.

풀이: (a) 일정한 속도로 10초 동안 30° 경사의 언덕 100m 올라갈 때

자동차의 속력은 변화가 없으며 자동차의 속도 변화는 없으며 높이 변화만 있다.

따라서 이때 자동차에 필요한 일은 위치에너지의 변화와 같다.

그러므로 필요한 동력은 다음과 같다.

(b) 정지 상태에서 최종 속도 30m/s로 가속되면서 경사로를 올라갈 때,

필요한 일은 운동에너지 변화와 위치에너지 변화의 합과 같다.

따라서 다음과 같이 계산된다.

그러므로 필요한 동력은 다음과 같다.

(c) 경사진 언덕을 올라갈 때 자동차가 감속을 하면서 올라갈 때,

필요한 일은 운동에너지 변화와 위치에너지 변화의 합과 같다.

따라서 다음과 같이 계산된다.

그러므로 필요한 동력은 다음과 같다.