정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
고온 열원저온 열원EQH​ = 2200 kJQL​ = 1430 kJW

열기관이 사이클마다 고온 열원에서 2200 kJ의 열을 받고 저온 열원으로 1430 kJ을(를) 버린다. 열효율 η을(를) 구하시오.

QH = 2200 kJQL = 1430 kJ
η = %
2.쉬움
주택외기HPQ̇H​ = 4.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

성적 계수 3.5인 열펌프가 주택에 4.5 kW의 열을 공급한다. 소비하는 전력 Ẇ을(를) 구하시오.

COPHP = 3.5Q̇H = 4.5 kW
Ẇ = kW
3.보통
TH​ = 750 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 600 kJQL​W = ?

열기관이 750 °C의 고온 열원과 15 °C의 저온 열원 사이에서 작동한다. 이 기관은 600 kJ의 열을 받는다. 얻을 수 있는 최대 일 Wmax을(를) 구하시오.

TH = 750 °CTL = 15 °CQH = 600 kJ
Wmax = kJ
4.보통
TH​ = 650 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 4000 kJQL​W = ?

열기관이 650 °C의 고온 열원과 30 °C의 저온 열원 사이에서 작동한다. 이 기관은 4000 kJ의 열을 받는다. 얻을 수 있는 최대 일 Wmax을(를) 구하시오.

TH = 650 °CTL = 30 °CQH = 4000 kJ
Wmax = kJ
5.어려움
TH​ = 650 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 2300 kJQL​ = 1334 kJW = 966 kJ

열기관이 사이클마다 650 °C의 열저장소에서 2300 kJ의 열을 받아 966 kJ의 일을 하고 나머지를 10 °C의 열저장소로 방출한다. 사이클당 총 엔트로피 생성량 Sgen을(를) 구하시오.

TH = 650 °CTL = 10 °CQH = 2300 kJW = 966 kJ
Sgen = kJ/K
6.어려움
TH​ = 55 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 13.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

열펌프가 5 °C의 열원에서 열을 흡수해 55 °C의 난방 시스템에 13.5 kW의 열을 공급한다. 실제 COP는 이 두 온도 사이의 카르노 COP의 35%이다. 소비하는 전력 Ẇ을(를) 구하시오.

TH = 55 °CTL = 5 °CηII = 35%Q̇H = 13.5 kW
Ẇ = kW

정답표

  1. 1. η = 35 %
  2. 2. Ẇ = 1.286 kW
  3. 3. Wmax = 431 kJ
  4. 4. Wmax = 2686 kJ
  5. 5. Sgen = 2.22 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 5.877 kW

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