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2012년03월04일 25번

[기계열역학]
29℃와 227℃사이에서 작동하는 카르노(Carnot) 사이클 열기관의 열효율은?

  • ① 60.4%
  • ② 39.6%
  • ③ 0.604%
  • ④ 0.396%
(정답률: 알수없음)

문제 해설

카르노 사이클 열기관의 열효율은 1 - (저온에서의 열량 / 고온에서의 열량)으로 계산할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

저온에서의 열량 = 29℃에서의 열량 = 0℃에서의 열량 + (29℃ - 0℃)에서의 열량 = 273.15K에서의 열량 + (29℃ - 0℃)에서의 열량
고온에서의 열량 = 227℃에서의 열량 = 273.15K에서의 열량 + (227℃ - 0℃)에서의 열량

여기서 0℃에서의 열량은 0이므로 생략할 수 있습니다. 또한, 열량은 온도에 비례하므로 다음과 같이 간단하게 계산할 수 있습니다.

저온에서의 열량 = 273.15K + (29℃ - 0℃) × 1K/℃ = 302.15K
고온에서의 열량 = 273.15K + (227℃ - 0℃) × 1K/℃ = 500.15K

따라서 열효율은 1 - (302.15K / 500.15K) = 0.396 또는 39.6%가 됩니다.

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