2005년03월20일 34번
[열역학] 150℃의 물을 저장탱크로부터 5ℓ/min의 속도로 48m의 높이에 있는 저장탱크로 수송한다. 펌프의 속도로 3HP의 일을 공급하고 이 물은 열교환기를 통하여 4000kcal/min의 속도로 열을 버린다. 이 과정에서 shaft work(Ws)는 몇 kcal/kg인가? (단, 물의 밀도는 1gcm3이다.)
- ① 6.41
- ② 3.41
- ③ 1.32
- ④ 0.64
(정답률: 32%)
문제 해설
연도별
- 2022년04월24일
- 2022년03월05일
- 2021년09월12일
- 2021년05월15일
- 2021년03월07일
- 2020년09월26일
- 2020년08월22일
- 2020년06월06일
- 2019년09월21일
- 2019년04월27일
- 2019년03월03일
- 2018년09월15일
- 2018년04월28일
- 2018년03월04일
- 2017년09월23일
- 2017년05월07일
- 2017년03월05일
- 2016년10월01일
- 2016년05월08일
- 2016년03월06일
- 2015년09월19일
- 2015년05월31일
- 2015년03월08일
- 2014년09월20일
- 2014년05월25일
- 2014년03월02일
- 2013년09월28일
- 2013년06월02일
- 2013년03월10일
- 2012년09월15일
- 2012년05월20일
- 2012년03월04일
- 2011년10월02일
- 2011년06월12일
- 2011년03월20일
- 2010년09월05일
- 2010년05월09일
- 2010년03월07일
- 2009년08월30일
- 2009년03월01일
- 2008년09월07일
- 2007년05월13일
- 2007년03월04일
- 2006년05월14일
- 2006년03월05일
- 2005년05월29일
- 2005년03월20일
- 2005년03월06일
- 2004년09월05일
- 2004년05월23일
- 2004년03월07일
- 2003년08월31일
- 2003년05월25일
- 2003년03월16일
진행 상황
0 오답
0 정답
일 = 물의 무게 × 중력 가속도 × 높이
= (5kg/min) × (9.81m/s^2) × (48m)
= 2354.4 J/s
여기서 1 J/s는 1 W(Watt)이므로, 이를 HP(Horsepower)로 변환하면 다음과 같습니다.
2354.4 J/s ÷ 746 = 3.15 HP
따라서, 펌프는 약 3.15HP의 일을 공급해야 합니다.
다음으로, 열교환기를 통해 버려지는 열의 양을 계산해야 합니다. 이는 물의 유량과 온도 차이, 그리고 물의 비열을 고려하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
열 = 물의 유량 × 물의 비열 × 온도 차이
= (5kg/min) × (1kcal/kg℃) × (150℃ - 25℃)
= 6250 kcal/min
마지막으로, shaft work(Ws)를 계산할 수 있습니다. 이는 펌프가 공급한 일과 열교환기를 통해 버려진 열의 양의 차이로 계산할 수 있습니다.
Ws = (공급한 일) - (버려진 열의 양)
= (3.15 HP) × (746 W/HP) - (6250 kcal/min) ÷ (5kg/min) ÷ (1kcal/kg)
= 6.41 kcal/kg
따라서, 정답은 "6.41"입니다.