정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 4900 kJQL​ = 3185 kJW = ?

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 4900 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 3185 kJ을(를) 버린다. 사이클당 순일 W을(를) 구하시오.

QH = 4900 kJQL = 3185 kJ
W = kJ
2.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 4100 kJQL​ = 3075 kJW

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 4100 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 3075 kJ을(를) 버린다. 열효율 η을(를) 구하시오.

QH = 4100 kJQL = 3075 kJ
η = %
3.보통
TH​ = 350 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 30%

열기관이 350 °C의 열원에서 열을 받고 10 °C의 주위로 열을 방출한다. 실제 열효율은 30%이다. 실제 효율과 카르노 효율의 비인 제2법칙 효율 ηII을(를) 구하시오.

TH = 350 °CTL = 10 °Cη = 30%
ηII = %
4.보통
TH​ = 25 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6 kWẆ

가역 냉장고가 6 kW의 열을 제거해 냉장실을 4 °C로 유지하고, 25 °C의 주위로 열을 방출한다. 열을 방출하는 비율 Q̇H을(를) 구하시오.

TL = 4 °CTH = 25 °CQ̇L = 6 kW
Q̇H = kW
5.어려움
TH​ = 750 °CT0​ = 27 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 70 kWQ̇L​ = ?

카르노 열기관이 750 °C의 열원에서 70 kW의 열을 받고 27 °C의 주위로 열을 방출한다. 그 일은 모두 카르노 냉동기를 구동하며, 냉동기는 -15 °C의 냉동고에서 열을 제거하고 역시 27 °C의 주위로 열을 방출한다. 냉동고에서 열을 제거하는 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

TH = 750 °CT0 = 27 °CTL = -15 °CQ̇H = 70 kW
Q̇L = kW
6.어려움
TH​ = 32 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3.5 kWẆ = ?

냉장고가 32 °C인 부엌에서 냉장실을 -20 °C로 유지하며 냉장실에서 3.5 kW의 열을 제거한다. 최소 입력 동력 Ẇmin을(를) 구하시오.

TH = 32 °CTL = -20 °CQ̇L = 3.5 kW
Ẇmin = kW

정답표

  1. 1. W = 1715 kJ
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. ηII = 54.98 %
  4. 4. Q̇H = 6.455 kW
  5. 5. Q̇L = 304 kW
  6. 6. Ẇmin = 0.7189 kW

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