정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 3700 kJQL​ = 2960 kJW

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 3700 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 2960 kJ을(를) 버린다. 열효율 η을(를) 구하시오.

QH = 3700 kJQL = 2960 kJ
η = %
2.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 600 kJQL​ = 330 kJW

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 600 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 330 kJ을(를) 버린다. 열효율 η을(를) 구하시오.

QH = 600 kJQL = 330 kJ
η = %
3.보통
TH​ = 750 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 29%

열기관이 750 °C의 열원에서 열을 받고 10 °C의 주위로 열을 방출한다. 실제 열효율은 29%이다. 실제 효율과 카르노 효율의 비인 제2법칙 효율 ηII을(를) 구하시오.

TH = 750 °CTL = 10 °Cη = 29%
ηII = %
4.보통
TH​ = 300 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

열기관이 300 °C의 고온 열원과 10 °C의 저온 열원 사이에서 작동한다. 가능한 최대 열효율 ηmax을(를) 구하시오.

TH = 300 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.어려움
TH​ = 900 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 2900 kJQL​ = 1363 kJW = 1537 kJ

열기관이 사이클마다 900 °C의 열저장소에서 2900 kJ의 열을 받아 1537 kJ의 일을 하고 나머지를 15 °C의 열저장소로 방출한다. 사이클당 총 엔트로피 생성량 Sgen을(를) 구하시오.

TH = 900 °CTL = 15 °CQH = 2900 kJW = 1537 kJ
Sgen = kJ/K
6.어려움
TH​ = 800 °CT0​ = 20 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 20 kWQ̇L​ = ?

카르노 열기관이 800 °C의 열원에서 20 kW의 열을 받고 20 °C의 주위로 열을 방출한다. 그 일은 모두 카르노 냉동기를 구동하며, 냉동기는 -10 °C의 냉동고에서 열을 제거하고 역시 20 °C의 주위로 열을 방출한다. 냉동고에서 열을 제거하는 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

TH = 800 °CT0 = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 20 kW
Q̇L = kW

정답표

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. ηII = 40.1 %
  4. 4. ηmax = 50.6 %
  5. 5. Sgen = 2.258 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 127.5 kW

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