정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
주택외기HPQ̇H​ = 9 kWQ̇L​Ẇ = ?

성적 계수 2.7인 열펌프가 주택에 9 kW의 열을 공급한다. 소비하는 전력 Ẇ을(를) 구하시오.

COPHP = 2.7Q̇H = 9 kW
Ẇ = kW
2.쉬움
주방냉장 공간RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 10.5 kWẆ = 3 kW

냉장고가 압축기 동력 3 kW를 쓰면서 냉장 공간에서 10.5 kW의 비율로 열을 제거한다. 주방으로 열을 방출하는 비율 Q̇H을(를) 구하시오.

Q̇L = 10.5 kWẆ = 3 kW
Q̇H = kW
3.보통
TH​ = 30 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1.5 kWẆ

가역 냉장고가 1.5 kW의 열을 제거해 냉장실을 0 °C로 유지하고, 30 °C의 주위로 열을 방출한다. 열을 방출하는 비율 Q̇H을(를) 구하시오.

TL = 0 °CTH = 30 °CQ̇L = 1.5 kW
Q̇H = kW
4.보통
TH​ = 700 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 3700 kJQL​W = ?

열기관이 700 °C의 고온 열원과 15 °C의 저온 열원 사이에서 작동한다. 이 기관은 3700 kJ의 열을 받는다. 얻을 수 있는 최대 일 Wmax을(를) 구하시오.

TH = 700 °CTL = 15 °CQH = 3700 kJ
Wmax = kJ
5.어려움
TH​ = 900 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 800 kJQL​ = 440 kJW = 360 kJ

열기관이 사이클마다 900 °C의 열저장소에서 800 kJ의 열을 받아 360 kJ의 일을 하고 나머지를 15 °C의 열저장소로 방출한다. 사이클당 총 엔트로피 생성량 Sgen을(를) 구하시오.

TH = 900 °CTL = 15 °CQH = 800 kJW = 360 kJ
Sgen = kJ/K
6.어려움
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 11.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

열펌프가 -10 °C의 열원에서 열을 흡수해 22 °C의 난방 시스템에 11.5 kW의 열을 공급한다. 실제 COP는 이 두 온도 사이의 카르노 COP의 60%이다. 소비하는 전력 Ẇ을(를) 구하시오.

TH = 22 °CTL = -10 °CηII = 60%Q̇H = 11.5 kW
Ẇ = kW

정답표

  1. 1. Ẇ = 3.333 kW
  2. 2. Q̇H = 13.5 kW
  3. 3. Q̇H = 1.665 kW
  4. 4. Wmax = 2604 kJ
  5. 5. Sgen = 0.8451 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 2.078 kW

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