열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 3-127
나의 풀이/열역학 2017. 6. 19. 17:21 |
열역학 3-127.docx열역학 Thermodynamics 5th Edition.
Fundamentals and Applications
-Yunus A. Cengel
-Michael A. Boles
-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역
McGraw-Hill
문제 3-127
R-134a에 대한 상태량 표를 완성한다.
가정: 주어진 상태량은 일정하게 유지되고 있다고 가정한다.
풀이: 부록의 압력에 따른 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하면
320kPa에서 R-134a의 포화 온도는 다음과 같으므로
주어진 R-134a는 압축액 상태이다. 압축액의 비체적과 내부에너지는 포화액으로 근사할 수 있으나
압축액의 비체적과 내부에너지는 압력 변화에 영향을 거의 받지 않으므로
온도에 따른 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Temperature table TABLE A-11를 참고하거나 EES를 이용하여
비체적과 내부에너지를 구하면 다음과 같다.
문제에 주어진 온도는 압력에 따른 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하면
1000kPa에서 R-134a의 포화 온도와 같으므로 포화 상태임을 알 수 있다.
단, 포화액, 포화증기, 포화 액-증기 혼합 상태에서 포화 압력, 포화 온도가 모두 같으므로 정확한 비체적과 내부에너지는 알 수 없다.
온도에 따른 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Temperature table TABLE A-11를 참고하면
40℃에서 비체적은 포화 증기의 비체적에 비해 다음과 같으므로
과열 증기 상태이다. 따라서 부록의 과열 R-134a 증기표 Superheated refrigerant-134a TABLE A-13을 참고하면
주어진 온도와 비체적에서 압력과 내부에너지는 다음과 같다.
다음으로 압력에 따른 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하면
주어진 비체적은 180kPa에서 포화 상태의 비체적에 대해 다음과 같으므로
포화액-증기 혼합 상태이다. 따라서 주어진 상태의 온도는 포화 온도가 되며 내부에너지는 다음과 같다.
이때 주어진 비체적을 이용하여 건도를 계산하면 다음과 같다.
그러므로 포화액-증기 혼합 상태에서 내부에너지는 다음과 같이 계산된다.
다음으로 주어진 압력에 대한 내부에너지를 압력에 따른 포화 R-134a 표 Saturated refrigerant-134a-Pressure table TABLE A-12를 참고하여
비교하면 다음과 같다.
따라서 주어진 상태는 과열증기 상태이므로 부록의 과열 R-134a 증기표 Superheated refrigerant-134a TABLE A-13을 참고하면
주어진 상태에서 내부에너지는 다음과 같으므로
온도와 비체적은 다음과 같다.
따라서 EES 또는 선형보간법으로 온도를 구하면 다음과 같다.
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