열역학 3-102.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 3-102


외부에 응축 형성이 없는 캔음료가 공기 온도와 상대습도가 주어진 대기 속에 있을 때, 캔 음료의 온도를 구한다.

가정: 공기 온도와 상대습도, 캔 음료의 온도는 일정하고 균일하다.

풀이: 먼저 공기 중의 증기압은 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.



캔 외부에 응축이 일어나기 위해서는 공기 중의 증기의 포화온도에 도달해야 한다.
즉, 공기 중의 증기압에 대한 포화온도를 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4 또는 EES를 이용하여 구하면 다음과 같고,

캔 음료의 온도가 위의 포화온도 이하일 때 응축이 일어나게 되므로 캔 음료의 온도는 28.71℃ 이상이다.
따라서 음료수의 온다가 10℃ 이하라는 주장은 맞지 않다.


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열역학 3-101.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 3-101


온도와 상대습도를 알고 있는 대기에 노출되어 있는 보온병의 물이 상평형 상태일 때, 보온병의 물 온도를 구한다.

가정: 대기의 온도와 상대습도는 일정하고 균일하다.

풀이: 대기 중의 증기압은 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.


이때 보온병의 물과 증기는 상평형 상태에 있으므로 공기 속의 증기압은 보온병 물의 포화압력과 동일하다.
따라서 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 보온병의 수온은 다음과 같이 구할 수 있다.

또는 EES를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.


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열역학 3-100.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 3-100


온도와 상대습도만 다른 동일한 두 방이 있을 때, 어느 방의 수분이 더 많은지 계산한다.

가정: 각 방의 온도 및 상대습도는 일정하고 균일하다. 온도와 상대습도를 제외하고 두 방의 모든 조건은 같다.

풀이: 먼저 각 방의 증기압을 포화 물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를 이용하여 계산하면 다음과 같고,


공기 중의 수분의 양은 증기압에 비례하므로 온도 30℃, 상대습도 40%인 방이 수분이 더 많다고 할 수 있다.


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열역학 3-99.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 3-99


상평형 상태에 있는 수영장 물과 공기 중의 증기가 있을 때, 이를 이용하여 수영장의 수온을 계산한다.

가정: 대기 온도와 상대습도는 일정하고 균일하다.

풀이: 대기 중의 증기압은 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

이때 수영장의 물과 증기는 상평형 상태에 있으므로 공기 속의 증기압은 수영장 물의 포화압력과 동일하다.
따라서 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 수영장의 수온은 다음과 같이 구할 수 있다.

또는 EES를 이용하여 구할 수 있다.


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열역학 3-97.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 3-97


일정 온도의 물이 담겨 있는 잔이 온도와 상대습도를 알고 있는 실내에 있을 때, 물의 자유표면과 잔에서 멀리 떨어진 실내의 증기압을 계산한다.

가정: 물과 실내의 온도와 상대습도는 일정하고 균일하다.

풀이: (a) 물의 자유 표면은 공기와 직접 접촉하기 때문에 이 위치에서는 언제나 포화 상태이다.
따라서 포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 다음과 같이 증기압을 구할 수 있다.



(b) 물 잔으로부터 멀리 떨어진 위치에서 증기압은 상대습도에 의해 다음과 같이 계산할 수 있으므로
포화 물 표 Saturated water-Tempurature table TABLE A-4를 이용하여 다음과 같이 증기압을 구할 수 있다.


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