귀여운 촌아의 작은상자

열역학 3-72.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 3-72

타이어 내에 공기 압력을 추천 수치로 증가시키기 위해 추가로 주입해야 하는 공기량을 계산한다.

가정: 타이어 내부의 체적과 온도는 일정하다. 타이어 내부의 공기는 이상 기체로 가정할 수 있다.

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 물성치 Moral mass, gas constant, and critical-point properties TABLE A-1을 참고하여 공기의 기체 상수는 다음과 같다.

이때 온도와 체적은 같으므로 이상 기체 상태 방정식을 이용하여 각각의 경우에 대한 공기의 질량을 계산하면 다음과 같다.

그러므로 더 주입해야 하는 공기량은 다음과 같다.

열역학 3-71.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 3-71

온도 상승에 따른 타이어 내부 공기의 압력과 처음 압력으로 되돌리기 위해 빼내야 할 공기량을 계산한다.

가정: 타이어 내부의 공기는 이상 기체로 가정하며, 타이어 내부 체적은 일정하다.

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 물성치 표 Moral mass, gas constant, and critical-point properties TABLE A-1을 참고하여 공기의 기체 상수는 다음과 같고,

이상 기체 상태 방정식을 이용하여 처음과 나중 상태의 관계식을 세우고 나중 압력에 대해정리하면 다음과 같다.

따라서 타이어 내 공기의 온도가 50℃로 상승되었을 때 타이어 내부의 절대압력은 다음과 같다.

그러므로 타이어의 계기압력은 236kPa이며, 처음 상태에서 타이어 내에 들어 있는 공기의 질량은 다음과 같다.

이때 상승한 온도에서 타이어 압력이 초기와 같을 때 타이어 내 공기의 질량은 다음과 같으므로

아래만큼의 공기를 빼내야 한다.

열역학 2-85.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-85

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

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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.

열역학 2-29.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 2-29

자동차의 최대 출력으로 자동차를 가속 시킬 때, 특정 속도까지 가속하는데 소요되는 시간을 계산한다.

가정: 자동차에 작용하는 마찰 및 저항은 고려하지 않는다.

자동차 기관의 출력은 최대 출력으로 일정하게 작동하며 이 출력은 자동차를 가속하는데 모두 사용된다. 도로는 평탄하다.

풀이: 자동차를 정지 상태로부터 100km/h까지 가속하는데 필요한 에너지는 다음과 같다.

자동차에 탑재된 기관의 출력은 75kW이므로 소요되는 시간은 다음과 같다.

위의 결과는 자동차와 지면의 마찰과 공기 저항, 자동차 출력이 모두 자동차의 속도로 전환된다고 가정했을 때 이다.

열역학 2-27.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 2-27

열역학 2-26.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-26

열역학 1-65.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 1-65