귀여운 촌아의 작은상자

3-36.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 3-36

고도에 따른 압력 솥 내부의 절대압력을 알아낸다.

가정: 압력밥솥 내부는 순수한 물만 들어있다고 가정한다. 압력밥솥 내부에 있는 물의 상태는 끓는 상태이다.

풀이: 순수한 물이 압력밥솥 내부에서 끓고 있으므로 포화액과 포화증기가 혼합된 상태라고 할 수 있다.

그러므로 온도에 대한 포화-물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4을 참고하면 주어진 온도에서의 포화압력은 다음과 같다.

이 때 1기압을 101.325kPa이라고 할 때 압력밥솥 내부 절대압력을 기압으로 표면하면 다음과 같이 계산된다.

요리를 하는 장소가 해면 고도보다 높은 위치일 때,

일반적으로 대기압은 낮아지지만 압력밥솥 내부의 온도가 일정하고 끓고 있는 상태라면 내부의 압력은 항상 일정하므로 답은 같다.

열역학 1-60.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 1-60

공기 덕트에 연결된 액주식 압력계의 유면 높이 차와 대기압이 주어져 있을 때, 덕트 내의 절대압력을 구한다.

가정: 덕트 내부의 압력은 균일하고 일정하다. 액주식 관의 표면장력, 모세관 효과 등은 무시한다.

액주식 압력계의 오일은 밀도가 일정하고 균일하며, 중력 가속도는 일정하다.

풀이: (a) 액주식 압력계의 유면이 덕트와 가까운 쪽이 너 낮기 때문에 액주식 압력계의 수은의 높이 차만큼 덕트 내의 압력이 높다고 할 수 있다.

따라서 덕트 내부의 압력은 대기압 보다 높다.

(b) 덕트 내부의 절대압력은 덕트 내부의 계기압력과 대기압의 합이므로 아래와 같다.

따라서 덕트 내의 절대 압력은 다음과 같이 계산된다.

열역학 1-59.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 1-59

공기 덕트에 연결된 액주식 압력계의 유면 높이 차와 대기압이 주어져 있을 때, 덕트 내의 절대압력을 구한다.

가정: 덕트 내부의 압력은 균일하고 일정하다. 액주식 관의 표면장력, 모세관 효과 등은 무시한다.

액주식 압력계의 오일은 밀도가 일정하고 균일하며, 중력 가속도는 일정하다.

풀이: (a) 액주식 압력계의 유면이 덕트와 가까운 쪽이 너 낮기 때문에 액주식 압력계의 수은의 높이 차만큼 덕트 내의 압력이 높다고 할 수 있다.

따라서 덕트 내부의 압력은 대기압 보다 높다.

(b) 덕트 내부의 절대압력은 덕트 내부의 계기압력과 대기압의 합이므로 아래와 같다.

따라서 덕트 내의 절대 압력은 다음과 같이 계산된다.

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 1-58

액주식 압력계의 밀도와 유면 높이 차가 주어져 있을 때, 탱크 내의 절대압력을 구한다.

가정: 탱크 내부의 압력은 균일하고 일정하다. 액주식 관의 표면장력, 모세관 효과 등은 무시한다.

액주식 압력계의 오일은 밀도가 일정하고 균일하며, 중력 가속도는 일정하다.

풀이: 탱크 내부의 절대압력은 탱크 내부의 계기압력과 대기압의 합이므로 아래와 같다.

따라서 탱크 내의 공기의 절대 압력은 다음과 같이 계산된다.

열역학 1-48.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

McGraw-Hill

문제 1-48

계기압력의 값을 이용하여 절대압력을 구한다.

가정: 대기압과 계기압력은 일정하다.

풀이: 계기압력과 절대압력, 대기압의 관계는 다음과 같다.

그러므로 탱크 내부의 절대압력은 다음과 같다.

열역학 1-47.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 1-47

진공계기의 값을 이용하여 절대압력을 구한다.

가정: 기압은 일정하고 균일하다. 수은의 밀도는 균일하고 일정하다.

풀이: 진공압력과 절대압력, 대기압의 관계는 다음과 같고

대기압은 다음과 같다.

그러므로 탱크 내부의 절대압력은 다음과 같다.

열역학 1-43.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 1-43

주어진 깊이의 물 속에서 절대압력을 이용하여 대기압과 비중이 다른 유체 내 동일 위치의 절대압력을 구한다.

가정: 주어진 유체들의 밀도는 문제의 깊이 내에서 일정하고 균일하다.

풀이: 절대압력을 측정한 위치에서 수직방향 위에 있는 수면에서의 대기압을 구한다.

물의 밀도는 부록의 TABLE A-3을 참고하여 아래와 같다.

(a) 따라서 국소 대기압은 다음과 같다.

이때 비중이 0.85인 유체의 밀도는 다음과 같다.

(b) 그러므로 비중이 다른 유체 내에서 절대압력은 다음과 같다.

열역학 1-39.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 1-39

대기 중에 있는 용기의 진공 계기압을 절대압력으로 계산한다.

가정: 대기압과 진공 계기압은 일정하다.

풀이: 절대압력(absolute pressure)과 진공압력(vacuum pressure), 대기압(atmospheric pressure)사이의 관계는 다음과 같다.

따라서 용기 내의 절대압력은 다음과 같다.