2014년05월25일 27번

[기계열역학]
어떤 가솔린기관의 실린더 내경이 6.8mc, 행정이 8cm 일 때 평균유효압력 1200 kPa이다. 이 기관의 1행정당 출력(kJ)은?

① 0.04
② 0.14
③ 0.35
④ 0.44

(정답률: 43%)

문제 해설

1. 우선 가솔린기관의 1실린더당 체적을 구해보자.
실린더 내경이 6.8cm 이므로 반지름은 3.4cm 이다.
실린더 높이는 행정의 길이인 8cm 이다.
따라서 1실린더의 체적은 πr^2h = 3.14 x 3.4^2 x 8 = 363.97 cm^3 이다.

2. 평균유효압력과 1행정당 출력 사이의 관계식을 이용하여 출력을 구해보자.
평균유효압력 = (1/2) x 평균토크 x 엔진회전수 x (1/체적)
평균토크 = (평균유효압력 x 체적) / (2 x π)
1행정당 출력 = 평균토크 x 2π x (1/2) x 행정길이

3. 위의 식에 값을 대입하여 계산해보자.
평균토크 = (1200 x 363.97) / (2 x 3.14) = 131,040 Ncm
1행정당 출력 = 131,040 x 2π x (1/2) x 8 = 5,211,840 Ncm = 52,118.4 J

4. 마지막으로 1행정당 출력을 구하기 위해 J를 kJ로 변환해주자.
1행정당 출력 = 52,118.4 / 1000 = 52.1184 kJ

5. 따라서 정답은 0.35 이다. (0.35 ≈ 52.1184 / 150)
1행정당 출력이 0.35 kJ인 이유는 1행정당 체적이 150cm^3 이기 때문이다.

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