2017년03월05일 29번
[열역학] 초기조건이 100kPa, 60℃인 공기를 정적과정을 통해 가열한 후 정압에서 냉각과정을 통하여 500kPa, 60℃로 냉각할 때 이 과정에서 전체 열량의 변화는 약 몇 kJ/kmol 인가? (단, 정적비열은 20kJ/(kmokㆍK), 정압비열은 28kJ/(kmolㆍK)이며, 이상기체로 가정한다.)
- ① -964
- ② -1964
- ③ -10656
- ④ -20656
(정답률: 47%)
문제 해설
연도별
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진행 상황
0 오답
0 정답
Q1 = mCpΔT = (1 kmol) x (20 kJ/(kmol·K)) x (60-20) K = 800 kJ
여기서 m은 공기의 질량, Cp는 정적비열, ΔT는 온도 변화를 나타낸다.
냉각과정에서는 정압비열을 사용하여 열량 변화를 구할 수 있다. 따라서, 냉각과정에서의 열량 변화는 다음과 같다.
Q2 = mCpΔT = (1 kmol) x (28 kJ/(kmol·K)) x (60-60) K = 0 kJ
여기서 ΔT는 냉각과정에서의 온도 변화를 나타낸다.
따라서, 전체 열량의 변화는 Q1 + Q2 = 800 kJ + 0 kJ = 800 kJ이다. 그러나 문제에서는 단위를 kmol 당 kJ로 주어졌으므로, 답은 800 kJ/kmol이 된다.
따라서, 보기에서 정답은 "-10656"이 아니라 "-800"이 되어야 한다.