귀여운 촌아의 작은상자

열역학 3-57.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 3-57

물의 액체-증기 포화 혼합물이 들어있는 용기가 임계상태에 도달할 때까지 가열될 때, 최초 상태에서 액체의 질량과 체적을 계산한다.

가정: 용기 내에는 순수한 물만 들어있으며 용기의 체적은 일정하다.

풀이: 처음에 용기 내에는 150℃의 포화 물-증기 혼합 상태이므로 포화 압력과 비체적은

부록의 온도에 대한 포화 물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를 참고하여 다음과 같고,

물의 임계 온도와 임계 압력, 임계 비체적은 다음과 같다.

그러므로 용기 내에 물의 전체 질량은 다음과 같이 계산되고,

최초 상태에서 포화 물-증기 혼합 상태의 전체 비체적은 다음과 같다.

따라서 최초 상태의 용기 내 건도는 다음과 같이 계산된다.

그러므로 액체의 질량과 체적은 다음과 같다.

3-54.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 3-54

과열 수증기가 체적이 일정한 상태로 냉각될 때, 압력과 건도, 총 엔탈피를 계산한다.

가정: 물의 과열증기는 체적과 질량이 일정하게 유지된다.

풀이: 과열 수증기는 부록의 과열 수증기 표 Superheated water TABLE A-6을 참고하여 1.4MPa, 250℃에서 비체적과 엔탈피는 다음과 같고,

부록의 포화 물 표 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를 참고하면 120℃에서의 비체적과 엔탈피는 다음과 같다.

이때 비체적은 일정하게 유지되므로 120℃까지 냉각되었을 때 포화 액-증기 혼합상태임을 알 수 있다.

(a) 그러므로 압력은 120℃에서의 포화 압력이 된다.

(b) 건도는 다음과 같이 계산된다.

(c) 엔탈피는 다음과 같이 계산된다.

위 과정을 T-v 선도에 나타내면 다음과 같다.

3-51.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 3-51

용기에 일정 온도의 R-134a가 들어 있을 때, 압력과 총 내부에너지, 액체상의 체적을 계산한다.

가정: 평형 상태이며, 용기의 체적은 일정하고 밀폐되어 있다.

풀이: 용기 내에 있는 R-134a의 비체적은 다음과 같다.

이때 부록의 온도에 대한 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Temperature table TABLE A-11를 참고하면

-20℃에서 포화 증기와 포화 액의 비체적과 내부에너지는 다음과 같고,

문제에 주어진 R-134a의 비체적은 포화 액과 포화 증기에 대한 비체적 사이에 있는 값이므로 포화 액-증기 혼합상태이다.

(a) 따라서 용기 내의 압력은 포화 압력이 된다.

용기 내의 R-134a의 건도는 다음과 같이 계산되고

(b) 따라서 총 내부에너지는 다음과 같다.

(c) 액체상의 질량은 다음과 같이 계산되므로

액체상의 체적은 다음과 같다.