열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-60
나의 풀이/열역학 2017. 9. 11. 01:53 |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 4-60
피스톤-실린더 내부에 들어 있는 공기에 압력이 일정하게 유지되면서 회전 날개에 의해 일이 공급될 때, 공기의 최종 온도를 계산한다.
가정: 피스톤-실린더 기구는 밀폐 및 단열되어 있고, 고정되어 있다. 피스톤-실린더 기구로의 에너지 전달은 없다.
회전 날개에 저장된 에너지는 무시한다. 피스톤의 운동 및 위치에너지 변화는 없다고 가정한다.
풀이: 단열 피스톤-실린더 기구 내의 공기를 계로 선택하면 운동 및 위치에너지 변화는 없으며, 계의 경계를 통과하는 질량은 없다.
피스톤은 움직일 수 있으므로 경계일이 존재하므로 에너지 평형은 다음과 같다.
주어진 과정은 압력이 일정한 준평형 과정이므로 에너지 평형은 다음과 같이 정리할 수 있다.
이때 몰 질량, 기체 상수 그리고 임계점 특성 표 TABLE A-1을 참고하면 피스톤-실린더 기구 내의 공기는
임계점에 비해 온도는 높고 압력은 낮으므로 이상기체로 간주할 수 있으며, 공기의 기체상수는 다음과 같다.
따라서 이상기체 방정식을 이용하여 공기의 질량을 다음과 같이 계산할 수 있다.
공기의 이상기체 특성표 TABLE A-17을 참고하면 주어진 온도에서 공기의 엔탈피는 다음과 같고,
에너지 평형식을 이용하여 최종 상태의 엔탈피를 계산하면 다음과 같다.
그러므로 TABLE A-17을 참고하면 최종 엔탈피에서의 공기의 온도는 다음과 같다.
'나의 풀이 > 열역학' 카테고리의 다른 글
열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-62 (0) | 2017.09.11 |
---|---|
열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-61 (0) | 2017.09.11 |
열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-59 (2) | 2017.07.27 |
열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-58 (0) | 2017.07.27 |
열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-57 (0) | 2017.07.27 |