정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
주택외기HPQ̇H​ = 19 kWQ̇L​ = ?Ẇ

성적 계수 2.9인 열펌프가 주택에 19 kW의 열을 공급한다. 외기에서 열을 흡수하는 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

COPHP = 2.9Q̇H = 19 kW
Q̇L = kW
2.쉬움
주택외기HPQ̇H​ = 12.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

성적 계수 4.4인 열펌프가 주택에 12.5 kW의 열을 공급한다. 소비하는 전력 Ẇ을(를) 구하시오.

COPHP = 4.4Q̇H = 12.5 kW
Ẇ = kW
3.보통
TH​ = 700 °CTL​ = ?EQH​ = 2900 kJQL​ = 948 kJW

가역(카르노) 열기관이 사이클마다 700 °C의 열저장소에서 2900 kJ의 열을 받고 948 kJ를 방출한다. 저온 열저장소의 온도 TL을(를) °C로 구하시오.

TH = 700 °CQH = 2900 kJQL = 948 kJ
TL = °C
4.보통
TH​ = 700 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 41%

열기관이 700 °C의 열원에서 열을 받고 30 °C의 주위로 열을 방출한다. 실제 열효율은 41%이다. 실제 효율과 카르노 효율의 비인 제2법칙 효율 ηII을(를) 구하시오.

TH = 700 °CTL = 30 °Cη = 41%
ηII = %
5.어려움
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ

열펌프가 바깥이 -10 °C일 때 집을 21 °C로 유지하며 집에 12 kW의 열을 공급한다. 가능한 최대 성능 계수 COPmax을(를) 구하시오.

TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 12 kW
COPmax =
6.어려움
TH​ = 650 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 2200 kJQL​ = 1166 kJW = 1034 kJ

열기관이 사이클마다 650 °C의 열저장소에서 2200 kJ의 열을 받아 1034 kJ의 일을 하고 나머지를 25 °C의 열저장소로 방출한다. 사이클당 총 엔트로피 생성량 Sgen을(를) 구하시오.

TH = 650 °CTL = 25 °CQH = 2200 kJW = 1034 kJ
Sgen = kJ/K

정답표

  1. 1. Q̇L = 12.45 kW
  2. 2. Ẇ = 2.841 kW
  3. 3. TL = 44.97 °C
  4. 4. ηII = 59.55 %
  5. 5. COPmax = 9.489
  6. 6. Sgen = 1.528 kJ/K

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