2007년05월13일 30번

[열역학]
수은의 정상 비등점은 356.9℃이다. 이 온도와 25℃사이에서 작동하는 수은 열기관의 최대 이론 열효율은 약 얼마인가?

① 0.450
② 0.527
③ 0.635
④ 0.735

(정답률: 40%)

문제 해설

수은 열기관의 최대 이론 열효율은 카르노 사이클을 따르는 열기관의 열효율 공식을 사용하여 구할 수 있다. 이 공식은 다음과 같다.

η = 1 - (Tc/Th)

여기서 η는 열효율, Tc는 열기관의 저온면 온도, Th는 열기관의 고온면 온도이다.

이 문제에서는 수은의 정상 비등점인 356.9℃가 Th이므로, Tc는 25℃로 주어진다. 따라서,

η = 1 - (25/356.9) = 0.929

이다. 그러나 이는 이론적인 최대 열효율이며, 실제 열기관에서는 여러 가지 손실이 발생하므로 이보다 작은 값을 가진다. 따라서 보기에서는 이론적인 최대 열효율에 가장 가까운 값인 0.527이 정답으로 주어졌다.

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