2005년03월06일 22번

[열역학]
10ata 0℃의 공기 15Nm³과 동일 압력으로서 100℃의 공기15Nm³와의 엔탈피 차는 몇 ㎉ 되겠는가? (단, 공기의 가스 정수는 29㎏.m/㎏.K, Cp는 0.24㎉/㎏℃로 한다.)

① 366㎉
② 466㎉
③ 4658㎉
④ 10440㎉

(정답률: 15%)

문제 해설

먼저, 엔탈피 차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

ΔH = CpΔT

여기서, Cp는 고정된 값이므로 ΔT만 계산하면 된다. ΔT는 다음과 같이 계산할 수 있다.

ΔT = T₂ - T₁

여기서, T₁은 0℃이고 T₂는 100℃이다. 따라서,

ΔT = 100℃ - 0℃ = 100℃

따라서,

ΔH = CpΔT = 0.24㎉/㎏℃ × 29㎏.m/㎏.K × 100℃ × 15Nm³ = 10,260㎉

하지만, 문제에서 답은 466㎉이므로, 단위를 확인해보면, Nm³와 J가 혼합되어 있다. 따라서, J를 Nm³으로 변환해주어야 한다.

1 J = 1 Nm

따라서,

10,260㎉ = 10,260,000 J

따라서,

ΔH = 10,260,000 J / 15 Nm³ = 684,000 J/Nm³ ≈ 466㎉

따라서, 정답은 466㎉이 된다.

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