정답이 있는 열기관과 냉동기 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
보일러 화로냉각수EQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 200 MW

발전소가 열효율 42%로 순출력 200 MW를 낸다. 연료로부터의 열입력률 Q̇H을(를) 구하시오.

Ẇ = 200 MWη = 42%
Q̇H = MW
2.쉬움
보일러 화로냉각수EQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 200 MW

발전소가 열효율 40%로 순출력 200 MW를 낸다. 냉각수로 방출되는 열의 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

Ẇ = 200 MWη = 40%
Q̇L = MW
3.보통
TH​ = 800 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 43%

열기관이 800 °C의 열원에서 열을 받고 25 °C의 주위로 열을 방출한다. 실제 열효율은 43%이다. 실제 효율과 카르노 효율의 비인 제2법칙 효율 ηII을(를) 구하시오.

TH = 800 °CTL = 25 °Cη = 43%
ηII = %
4.보통
TH​ = 275 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 1600 kJQL​W = ?

열기관이 275 °C의 고온 열원과 25 °C의 저온 열원 사이에서 작동한다. 이 기관은 1600 kJ의 열을 받는다. 얻을 수 있는 최대 일 Wmax을(를) 구하시오.

TH = 275 °CTL = 25 °CQH = 1600 kJ
Wmax = kJ
5.어려움
TH​ = 500 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 3500 kJQL​ = 1960 kJW = 1540 kJ

열기관이 사이클마다 500 °C의 열저장소에서 3500 kJ의 열을 받아 1540 kJ의 일을 하고 나머지를 10 °C의 열저장소로 방출한다. 사이클당 총 엔트로피 생성량 Sgen을(를) 구하시오.

TH = 500 °CTL = 10 °CQH = 3500 kJW = 1540 kJ
Sgen = kJ/K
6.어려움
TH​ = 900 °CT0​ = 25 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 160 kWQ̇L​ = ?

카르노 열기관이 900 °C의 열원에서 160 kW의 열을 받고 25 °C의 주위로 열을 방출한다. 그 일은 모두 카르노 냉동기를 구동하며, 냉동기는 -10 °C의 냉동고에서 열을 제거하고 역시 25 °C의 주위로 열을 방출한다. 냉동고에서 열을 제거하는 비율 Q̇L을(를) 구하시오.

TH = 900 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 160 kW
Q̇L = kW

정답표

  1. 1. Q̇H = 476.2 MW
  2. 2. Q̇L = 300 MW
  3. 3. ηII = 59.54 %
  4. 4. Wmax = 729.7 kJ
  5. 5. Sgen = 2.395 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 897.2 kW

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