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2015년05월31일 24번

[기계열역학]
펌프를 사용하여 150 kPa, 26℃의 물을 가역 단열과정으로 650 kPa로 올리려고 한다. 26℃의 포화액의 비체적이 0.001 m3/kg이면 펌프일은?

  • ① 0.4kJ/kg
  • ② 0.5kJ/kg
  • ③ 0.6kJ/kg
  • ④ 0.7kJ/kg
(정답률: 57%)

문제 해설

물의 비체적이 주어졌으므로, 물의 질량은 1 kg당 0.001 m3이다. 따라서, 150 kPa, 26℃의 물의 비열은 표준 상태에서의 비열과 거의 같은 값인 4.18 kJ/kgK로 가정할 수 있다.

가역 단열과정에서는 엔트로피 변화가 0이므로, 펌프의 일은 엔탈피 변화와 같다. 따라서, 펌프일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

h2 - h1 = v1(P2 - P1)

여기서, h1은 150 kPa, 26℃의 물의 엔탈피이고, h2는 650 kPa, 26℃의 물의 엔탈피이다. v1은 0.001 m3/kg이고, P1은 150 kPa, P2는 650 kPa이다.

이를 계산하면, h2 - h1 = 0.5 kJ/kg가 나오므로, 펌프일은 0.5 kJ/kg이다. 따라서, 정답은 "0.5 kJ/kg"이다.

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