에너지관리기사

2016년10월01일 31번

[열역학]
1기압 30℃의 물 3kg을 1기압 건포화 증기로 만들려면 약 몇 kJ의 열량을 가하여야 하는가? (단, 30℃와 100℃ 사이의 물의 평균정압비열은 4.19kJ/kgㆍK, 1기압 100℃에서의 증발잠열은 2,257kJ/kg, 1기압 30℃ 물의 엔탈피는 126kJ/kg이다.)

  • ① 4,130
  • ② 5,100
  • ③ 6,200
  • ④ 7.650
(정답률: 35%)

문제 해설

물을 증기로 만들 때는 물의 온도를 100℃로 올려 증발시켜야 한다. 따라서 물의 온도를 70℃ 올려야 한다. 이때 필요한 열량은 물의 질량(m)에 물의 온도 상승량(ΔT)과 물의 평균정압비열(cp)을 곱한 값이다. 즉, Q = m × cp × ΔT 이다. 여기서 m은 3kg, cp는 4.19kJ/kgㆍK, ΔT는 70℃이므로 Q = 3 × 4.19 × 70 = 881.1kJ 이다. 이어서 증발에 필요한 열량을 계산해야 한다. 증발에 필요한 열량은 물의 질량(m)에 증발잠열(L)을 곱한 값이다. 즉, Q = m × L 이다. 여기서 m은 3kg, L은 2,257kJ/kg 이므로 Q = 3 × 2,257 = 6,771kJ 이다. 따라서 총 필요한 열량은 881.1 + 6,771 = 7,652.1kJ 이다. 이 값은 보기 중에서 7.650과 가장 가깝기 때문에 정답은 7.650이다.
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