귀여운 촌아의 작은상자

3-44.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 3-44

냄비에 담겨 있는 물의 높이에 따른 물의 끓는 온도를 알아낸다.

가정: 냄비에는 순수한 물만 담겨 있고, 대기압은 일정하고 균일하다. 물의 밀도와 중력 가속도는 일정하고 균일하다고 가정한다.

풀이: 깊이가 5cm인 냄비 속의 물은 98℃에서 끓고 있으므로 아래와 같이 ees를 이용하면 냄비 바닥 면에서의 포화 압력은 다음과 같다.

따라서 5cm 깊이의 냄비 바닥의 포화 압력은 다음과 같다.

그러므로 대기압은 다음과 같이 계산되고,

깊이가 40cm인 냄비의 바닥 면에서의 압력은 다음과 같다.

그러므로 ees를 이용하여 포화온도를 구하면 다음과 같다.

열역학 3-33.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 3-33

물 H2O에 대한 내부에너지 Internal energy와 상태, 상태량을 구한다.

풀이: 부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table을 참고하면

주어진 압력에 대한 포화액과 포화증기의 내부에너지는 다음과 같고,

주어진 내부에너지는 포화액과 포화증기의 내부에너지 사이에 있는 값이므로 포화 액-증기 혼합 상태이다.

따라서 온도는 포화온도가 되며, 부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table을 참고하여 다음과 같다.

문제에 주어진 물은 포화증기 상태이므로 부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table을 참고하면

주어진 온도에 대한 포화압력과 내부에너지는 다음과 같다.

상태이므로 부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table을 참고하면

주어진 온도에 대한 포화압력은 다음과 같고,

주어진 압력은 포화압력보다 높으므로 압축액 상태이다.

부록의 TABLE-7의 물에 대한 압축액 Compressed liquid water 표에 주어진 압력보다 낮고,

내부에너지는 압력의 영향을 크게 받지 않으므로 포화액으로 근사하여 내부에너지를 구한다.

부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table을 참고하면

주어진 압력에 대한 포화증기의 내부에너지는 다음과 같고,

문제에 주어진 내부에너지는 포화증기의 내부에너지보다 크므로 과열증기 상태라고 할 수 있다.

따라서 TABLE A-6의 과열 수증기 Superheated water 표를 참고하면 주어진 압력과 내부에너지에서 온도는 다음과 같다.

'

표에 주어진 두 상태량 사이는 선형으로 가정하여 온도를 계산하면 다음과 같다.

열역학 3-32.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 3-32

물 H2O에 대한 비체적 Specific volume과 상태, 상태량을 구한다.

풀이: 부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table을 참고하면

주어진 온도에 대한 포화액과 포화증기의 비체적은 다음과 같다.

문제에 주어진 비체적은 두 상태량 사이의 값이므로 포화 액-증기 혼합 상태이다. 따라서 포화압력은 다음과 같다.

포화액의 상태로 주어져 있으므로 부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table을 참고하면

주어진 압력에 대한 포화온도와 비체적은 다음과 같다.

부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table을 참고하면

주어진 온도에 대한 포화압력은 다음과 같고,

문제에 주어진 압력이 포화압력보다 높으므로 압축액 상태이며, 포화액으로 근사화하여 비체적은 다음과 같다.

부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table을 참고하면

주어진 온도는 포화 물 표를 벗어나며 TABLE A-6의 과열 증기 Superheated water 표를 참고하여

온도 500℃, 비체적 0.14m3/kg에서 압력을 찾으면 다음과 같다.

열역학 3-28.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 3-28

풀이: 건도 Quality가 주어져 있으므로 포화 액-증기 혼합 saturated liquid-vapor mixture 상태이므로

부록에 있는 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면 포화온도 Saturated temperature는 다음과 같고,

포화 액-증기 혼합 saturated liquid-vapor mixture 상태의 엔탈피는

건도와 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면 다음과 같이 계산된다.

상태량 표 및 도표 부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table를 참고하면 140℃에서의 엔탈피는 다음과 같다.

문제에 주어진 엔탈피는 포화액과 포화증기 사이의 값으로 포화 액-증기 혼합 saturated liquid-vapor mixture 상태라고 할 수 있으므로 포화압력은 다음과 같고,

포화 액-증기 혼합물의 건도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

주어진 건도가 0.0이므로 포화액 상태이다.

따라서 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면 950kPa에서의 포화온도와 포화액에 대한 엔탈피는 다음과 같다.

부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면 500kPa에서의 포화온도는 다음과 같고,

문제에 주어진 온도보다 높으므로 압축액 상태이다.

부록 TABLE A-7의 물의 압축액 Compressed liquid water 표를 참고하면 주어진 압력은 매우 낮으므로 포화액으로 근사화 할 수 있다.

따라서 부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table를 참고하면 엔탈피는 다음과 같다.

부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면 800kPa에서의 포화액과 포화증기에 대한 엔탈피는 각각 다음과 같고,

문제에 주어진 엔탈피보다 낮으므로 과열증기 Superheated vapor 상태이다.

따라서 과열 수증기 Superheated water 표 TABLE A-6을 이용하면 800kPa, 3162.2kJ/kg에서의 과열 수증기의 온도는 다음과 같다.

열역학 3-26.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 3-26

풀이: 상태량 표 및 도표 부록 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table를 참고하면

50℃에서의 포화액과 포화증기에 대한 비체적은 각각 다음과 같다.

문제에 주어진 비체적 Specific volume은 두 상태의 사이에 있으므로 포화 액-증기 혼합 saturated liquid-vapor mixture 상태이며,

압력은 포화압력 Saturated pressure인 12.352kPa이다.

문제에 주어진 상태가 포화증기 Saturated vapor이므로

상태량 표 및 도표 부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면

200kPa에서의 포화온도 Saturated temperature와 비체적 Specific volume은 다음과 같다.

상태량 표 및 도표 부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면

400kPa에서의 포화온도 Saturated temperature는 다음과 같다.

문제에 주어진 온도는 포화온도보다 높으므로 주어진 상태는 과열증기 Superheated vapor 상태이다.

따라서 부록의 TABLE A-6의 과열 수증기 Superheated water 표를 참고하면 비체적 Specific volume은 다음과 같다.

상태량 표 및 도표 부록 TABLE A-5의 압력에 대한 포화 물 표 Saturated water-Pressure table를 참고하면

500kPa에서의 포화온도 Saturated temperature는 다음과 같다.

문제에 주어진 온도는 포화온도보다 낮으므로 압축액 Compressed liquid 상태이다.

따라서 부록의 TABLE A-7의 압축액 Compressed liquid water 표를 참고하면

문제에 주어진 압력은 압축액 표에 주어진 압력보다 매우 낮으므로 포화액으로 근사화 할 수 있다.

그러므로 TABLE A-4의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table를 참고하면

110℃에서의 비체적 Specific volume은 다음과 같다.

열역학 2-67.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 2-67

물이 상부의 탱크로 펌프-모터 장치를 통하여 공급될 때, 펌프-모터 장치의 전체 효율과 펌프 입구와 출구의 압력 차이를 계산한다.

가정: 물의 체적유량과 수면의 높이 차는 일정하다. 파이프의 마찰 손실과 운동에너지 변화는 무시한다. 물의 밀도는 일정하고 균일하다.

풀이: 펌프 입구에서의 수면을 기준점으로 할 때, 상부 탱크 수면까지의 위치 에너지는 다음과 같고,

각각의 수면은 모두 대기 중에 노출되어 있으므로 각 지점에서의 압력은 대기압으로 서로 같다.

따라서 펌프 입구와 탱크 수면까지의 유동 에너지 변화는 없다.

그러므로 물의 역학적 에너지 변화율은 다음과 같다.

(a) 따라서 펌프-모터 장치의 전체 효율은 다음과 같다.

파이프의 마찰 손실과 운동 에너지 변화를 고려하지 않고 펌프의 입구와 출고의 높이 차가 없다고 할 때,

펌프를 통과하는 물의 역학적 에너지 변화는 유동 에너지 변화와 같다. (b) 따라서 펌프 입구와 출구의 압력 차이는 다음과 같다.

열역학 2-11.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 2-11

열역학 1-104.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 1-104

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 1-64

경유와 물로 채워진 U자 관에 각각의 유체의 높이가 일정 비율을 유지하고 있을 때, 두 유체 각각의 높이를 구한다.

가정: 경유와 물은 비압축성 유체로 밀도가 일정하고 균일하다. U자 관의 모세관 현상과 마찰 등은 고려하지 않는다.

유체의 높이와 대기압, 중력가속도는 일정하고 균일하다.

풀이: U자관 속 유체들의 높이는 일정하게 유지되고 있으므로 다음과 같다.

이때 오른쪽의 경유-물 높이비가 4이므로 다음과 같고,

따라서 식을 정리하면 다음과 같다.

그러므로 위 식에 주어진 값을 대입하면 다음과 같다.

열역학 1-7.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 1-7

풀이 채워진 탱크의 중량을 구한다.

가정: 물의 밀도는 균일하고 일정하다. 중력 가속도 g는 일정하다.

풀이: 물이 채워진 탱크의 질량은 채워진 물의 질량과 탱크의 질량의 합이므로 각각의 질량은 다음과 같다.

따라서 물이 채워진 탱크의 중량은 다음과 같다.