정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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1.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 1600 kJQL​ = 880 kJW = ?

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 1600 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 880 kJ을(를) 버린다. 사이클당 순일 W을(를) 구하시오.

QH = 1600 kJQL = 880 kJ
W = kJ
2.쉬움
주택외기HPQ̇H​ = 6 kWQ̇L​Ẇ = ?

성적 계수 4.9인 열펌프가 주택에 6 kW의 열을 공급한다. 소비하는 전력 Ẇ을(를) 구하시오.

COPHP = 4.9Q̇H = 6 kW
Ẇ = kW
3.보통
TH​ = 225 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

열기관이 225 °C의 고온 열원과 15 °C의 저온 열원 사이에서 작동한다. 가능한 최대 열효율 ηmax을(를) 구하시오.

TH = 225 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.보통
TH​ = 625 °CTL​ = ?EQH​ = 2200 kJQL​ = 730 kJW

가역(카르노) 열기관이 사이클마다 625 °C의 열저장소에서 2200 kJ의 열을 받고 730 kJ를 방출한다. 저온 열저장소의 온도 TL을(를) °C로 구하시오.

TH = 625 °CQH = 2200 kJQL = 730 kJ
TL = °C
5.어려움
TH​ = 20 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ

열펌프가 바깥이 2 °C일 때 집을 20 °C로 유지하며 집에 15 kW의 열을 공급한다. 가능한 최대 성능 계수 COPmax을(를) 구하시오.

TH = 20 °CTL = 2 °CQ̇H = 15 kW
COPmax =
6.어려움
TH​ = 950 °CT0​ = 30 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 170 kWQ̇L​ = ?

카르노 열기관이 950 °C의 열원에서 170 kW의 열을 받고 30 °C의 주위로 열을 방출한다. 그 일은 모두 카르노 냉동기를 구동하며, 냉동기는 -30 °C의 냉동고에서 열을 제거하고 역시 30 °C의 주위로 열을 방출한다. 냉동고에서 열을 제거하는 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

TH = 950 °CT0 = 30 °CTL = -30 °CQ̇H = 170 kW
Q̇L = kW

정답표

  1. 1. W = 720 kJ
  2. 2. Ẇ = 1.224 kW
  3. 3. ηmax = 42.16 %
  4. 4. TL = 24.87 °C
  5. 5. COPmax = 16.29
  6. 6. Q̇L = 518.2 kW

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