열역학 4-56.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 4-56


밀폐되고 단열된 기숙사 방에 일정 시간 선풍기를 켜 놓았을 때, 최종 상태에서 실내 온도를 계산한다.

가정: 방은 단열 및 밀폐되어 있다. 선풍기로 전달된 전기에너지는 모두 방 안의 공기로 전달된다.
방 안의 공기는 항상 이상기체이며 비열은 일정하다고 가정한다.

풀이: 방 안의 공기를 계로 선택하면 운동 및 위치에너지 변화는 없으며, 계의 경계를 통과하는 질량은 없고 체적 변화가 없으므로 경계일은 없다.
또한 실내 공기의 비열은 일정하므로 에너지 평형식은 다음과 같다.


따라서 부록의 몰 질량, 기체 상수 그리고 임계점 특성 표 TABLE A-1을 참고하여 공기의 기체 상수와
여러 일반 기체의 이상기체 비열 TABLE A-2의 (a) 300K에서 비열값을 참고하여 상온에서 정적 비열은 각각 다음과 같다.

방 안 공기의 질량은 이상기체 방정식을 이용하여 다음과 같고,

에너지 평형식을 이용하여 나중의 실내 온도를 계산하면 다음과 같다.


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열역학 4-54.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 4-54


단열된 방의 바닥에 설치된 전기 저항 난방기에 의해 실내 공기가 가열될 때, 전지 저항 난방기의 소요 동력을 계산한다.

가정: 방은 밀폐 및 단열되어 있으며, 체적이 일정하다. 주어진 과정에서 실내 공기는 이상기체라고 가정한다.
방은 고정되어 운동 및 위치에너지 변화가 없다. 전기 저항 난방기로 전달되는 전기에너지는 모두 열에너지로 변환되어 실내 공기로 전달된다.
실내 온도에서 비열은 일정하다고 가정한다.

풀이: 방 안의 공기를 계로 선택하면 운동 및 위치에너지 변화는 없으며, 계의 경계를 통과하는 질량은 없고 체적 변화가 없으므로 경계일은 없다.
따라서 에너지 평형식은 다음과 같다.


부록의 몰 질량, 기체상수 그리고 임계점 특성 TABLE A-1 Molar mass, gas constant, and critical-point properties TABLE A-1를 참고하면
공기의 기체상수는 다음과 같고,

이상기체 방정식을 이용하여 실내 공기의 질량을 계산하면 다음과 같다.

이때 비열은 실내 온도에서 일정하므로 에너지 평형식은 다음과 같고,

비열은 평균 온도에서의 정적 비열로 일정하다고 간주한다. 따라서 여러 일반 기체의 이상기체 비열 TABLE A-2의
(b) 온도에 대한 표를 참고하면 평균 온도에서의 정적 비열은 다음과 같다.

그러므로 전기 저항 난방기의 소요 동력은 다음과 같다.


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열역학 2-62.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 2-62


팬-모터 장치에 의해 실내 공기가 순환될 때, 이 장치에 의해 실내에 공급되는 열량을 계산한다.

가정: 팬-모터 장치는 총 부하 상태로 가동된다.

풀이: 팬-모터 장치는 실내의 공기를 순환하는데 사용되므로 팬-모터 장치가 소모하는 에너지 모두가 실내로 공급된다고 할 수 있다.
따라서 실내로 공급되는 열량은 다음과 같다.


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열역학 1-8.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 1-8


실내에 있는 공기의 질량과 중량을 구한다.

가정: 공기의 밀도는 균일하고 일정하다. 중력 가속도 g는 균일하고 일정하다.

풀이: 실내에 들어 있는 공기의 질량은 다음과 같다.



따라서 이 공기의 중량은 다음과 같다.


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