귀여운 촌아의 작은상자

열역학 4-88.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 4-88

교실 내에 30명의 학생이 있을 때 실내 온도가 내려가지 않기 위한 난방기 작동 유무를 결정한다.

가정: 교실은 주어진 열손실 외에 다른 열손실과 열유입이 없다.

또한 다른 에너지 유입 및 공기의 유출입은 없고 학생들이 방출하는 열은 실내 공기에 균일하고 일정하게 전달된다.

풀이: 교실 안에는 30명의 학생이 있으므로 실내에 전달되는 열전달률은 다음과 같다.

외부로의 열손실이 아래와 같으므로

현재 상태에서 교실은 열유출이 더 크기 때문에 실내 온도가 내려가는 것을 막기 위해서는 난방기를 작동해야 한다.

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 4-57.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 4-57

산소가 들어 있는 용기 안에 설치된 회전 날개가 일정 내부 압력에 도달할 때까지 작동할 때, 회전 날개가 한 일을 계산한다.

가정: 용기는 고정 및 밀폐되어 있다. 용기 내에는 순수한 산소만 들어 있다.

회전 날개에 저장된 에너지는 무시하며 회전 날개가 한 일은 모두 산소에 전달된다.

풀이: 용기 속의 산소를 모두 계로 선택하면 용기는 고정되어 있으므로 계의 운동 및 위치에너지 변화는 없으며

계의 경계를 통과하는 질량은 없고, 체적이 일정하므로 경계일 또한 없다. 따라서 계의 에너지 평형식은 다음과 같다.

이때 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 특성 표 TABLE A-1을 참고하면

주어진 산소의 압력과 온도는 임계점에 비해 압력은 매우 낮고 온도는 높으므로 이상기체로 간주 할 수 있으며, 기체 상수는 다음과 같다.

이상기체 방정식을 이용하면 최종 상태에서 온도는 다음과 같이 계산되며,

방 안 공기의 질량은 다음과 같이 계산된다.

이때 산소의 비열이 평균 온도에서의 정적 비열로 일정하다고 가정하면 에너지 평형식은 다음과 같다.

부록의 여러 일반 기체의 이상기체 비열 표 TABLE A-2의 (b) 온도에 따른 비열값 표를 참고하면 평균 온도에서 정적 비열은 다음과 같으므로

회전 날개가 한 일은 다음과 같이 계산된다.

열역학 2-101.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 2-101

열역학 2-93.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-93

내부와 외부 면의 온도가 주어진 유리창을 통한 열손실을 계산한다.

가정: 유리창을 통한 열전달은 두께 방향으로 1차원 정상 열전달이다. 열전도율과 내부, 외부 면의 온도는 일정하고 균일한 값을 가진다.

풀이: 유리창을 통한 열전달율은 다음과 같다.

따라서 5시간 동안 유리창을 통해 손실된 열량은 다음과 같다.

이때 유리창을 통한 열전달율은 유리창 두께에 반비례하므로 유리창의 두께가 2배인 1cm가 되면 열전달율은 절반이 된다.

그러므로 두께가 1cm인 유리창을 통한 열전달율은 다음과 같고,

5시간 동안 유리창을 통해 손실된 열량은 다음과 같다.

열역학 1-114.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 1-114

사과의 단위 섭씨 온도에 대한 열손실을 단위 화씨 온도에 대해 변환한다.

풀이: 사과의 단위 섭씨 온도에 대한 열손실량이 아래와 같고,

섭씨 온도와 화씨 온도의 관계식은 다음과 같으므로,

섭씨 온도와 화씨 온도의 눈금 간격에 대한 관계식은 다음과 같다.

따라서 단위 화씨 온도에 대한 열손실량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

그러므로 보기에 답이 없다.

열역학 1-88.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 1-88

1℃ 온도차에 대해 열손실이 있을 때 다른 온도 단위에 대한 열손실을 계산한다.

풀이: (a) 켈빈 K 단위는 섭씨 ℃ 단위는 눈금 간격(크기)가 같으므로 1K 온도차 당 열손실률은 4500kJ/h로 같다.

(b) 화씨 ℉와 (c) 랭킨 R는 온도 눈금 간격이 다음과 같으므로,

따라서 온도차 1℉와 1R 당 열손실률은 다음과 같다.