정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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1.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 4700 kJQL​ = 2820 kJW = ?

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 4700 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 2820 kJ을(를) 버린다. 사이클당 순일 W을(를) 구하시오.

QH = 4700 kJQL = 2820 kJ
W = kJ
2.쉬움
주방냉장 공간RQ̇H​Q̇L​ = 6.45 kWẆ = 1.5 kW

냉장고가 압축기 동력 1.5 kW를 쓰면서 냉장 공간에서 6.45 kW의 비율로 열을 제거한다. 성적 계수 COPR을(를) 구하시오.

Q̇L = 6.45 kWẆ = 1.5 kW
COPR =
3.보통
TH​ = 500 °CTL​ = ?EQH​ = 600 kJQL​ = 212 kJW

가역(카르노) 열기관이 사이클마다 500 °C의 열저장소에서 600 kJ의 열을 받고 212 kJ를 방출한다. 저온 열저장소의 온도 TL을(를) °C로 구하시오.

TH = 500 °CQH = 600 kJQL = 212 kJ
TL = °C
4.보통
TH​ = 300 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 38%

열기관이 300 °C의 열원에서 열을 받고 10 °C의 주위로 열을 방출한다. 실제 열효율은 38%이다. 실제 효율과 카르노 효율의 비인 제2법칙 효율 ηII을(를) 구하시오.

TH = 300 °CTL = 10 °Cη = 38%
ηII = %
5.어려움
TH​ = 650 °CT0​ = 27 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 50 kWQ̇L​ = ?

카르노 열기관이 650 °C의 열원에서 50 kW의 열을 받고 27 °C의 주위로 열을 방출한다. 그 일은 모두 카르노 냉동기를 구동하며, 냉동기는 -5 °C의 냉동고에서 열을 제거하고 역시 27 °C의 주위로 열을 방출한다. 냉동고에서 열을 제거하는 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

TH = 650 °CT0 = 27 °CTL = -5 °CQ̇H = 50 kW
Q̇L = kW
6.어려움
TH​ = 800 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 3100 kJQL​ = 1953 kJW = 1147 kJ

열기관이 사이클마다 800 °C의 열저장소에서 3100 kJ의 열을 받아 1147 kJ의 일을 하고 나머지를 15 °C의 열저장소로 방출한다. 사이클당 총 엔트로피 생성량 Sgen을(를) 구하시오.

TH = 800 °CTL = 15 °CQH = 3100 kJW = 1147 kJ
Sgen = kJ/K

정답표

  1. 1. W = 1880 kJ
  2. 2. COPR = 4.3
  3. 3. TL = 0.02967 °C
  4. 4. ηII = 75.1 %
  5. 5. Q̇L = 282.8 kW
  6. 6. Sgen = 3.889 kJ/K

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