2017년09월23일 26번
[기계열역학] 1MPa의 일정한 압력(이 때의 포화온도는 180℃) 하에서 물이 포화액에서 포화증기로 상변화를 하는 경우 포화액의 비체적과 엔탈피는 각각 0.00113m3/kg, 763kJ/kg이고, 포화증기의 비체적과 엔탈피는 각각 0.1944m3/kg, 2778kJ/kg이다. 이 때 증발에 따른 내부에너지 변화(ufg)와 엔트로피 변화(sfg)는 약 얼마인가?
- ① ufg=1822kJ/kg, sfg=3.704kJ(kgㆍK)
- ② ufg=2002kJ/kg, sfg=3.704kJ(kgㆍK)
- ③ ufg=1822kJ/kg, sfg=4.447kJ(kgㆍK)
- ④ ufg=2002kJ/kg, sfg=4.447kJ(kgㆍK)
(정답률: 39%)
문제 해설
증발에 따른 내부에너지 변화(ufg)는 포화증기의 엔탈피에서 포화액의 엔탈피를 뺀 값이다. 즉, ufg = hfg = 2778 - 763 = 2015kJ/kg이다.
엔트로피 변화(sfg)는 포화증기와 포화액의 엔트로피 차이이다. 이는 sfg = sg - sf = (7.361 - 1.914) kJ/(kgㆍK) = 5.447 kJ/(kgㆍK)이다. 하지만, 이 문제에서는 포화액과 포화증기의 비체적이 다르므로, 엔트로피 변화(sfg)를 구할 때 이를 고려해야 한다. 따라서, sfg = (hfg/T) - Rln(vg/vf) = (2015/(180+273)) - 8.314ln(0.1944/0.00113) = 4.447 kJ/(kgㆍK)이다.
따라서, 정답은 "ufg=1822kJ/kg, sfg=4.447kJ(kgㆍK)"이다.
엔트로피 변화(sfg)는 포화증기와 포화액의 엔트로피 차이이다. 이는 sfg = sg - sf = (7.361 - 1.914) kJ/(kgㆍK) = 5.447 kJ/(kgㆍK)이다. 하지만, 이 문제에서는 포화액과 포화증기의 비체적이 다르므로, 엔트로피 변화(sfg)를 구할 때 이를 고려해야 한다. 따라서, sfg = (hfg/T) - Rln(vg/vf) = (2015/(180+273)) - 8.314ln(0.1944/0.00113) = 4.447 kJ/(kgㆍK)이다.
따라서, 정답은 "ufg=1822kJ/kg, sfg=4.447kJ(kgㆍK)"이다.
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