2018년04월28일 31번
[기계열역학] 다음 중 이상적인 증기 터빈의 사이클인 랭킨사이클을 옳게 나타낸 것은?
- ① 가역등온압축 → 정압가열 → 가역등온팽창 → 정압냉각
- ② 가역단열압축 → 정압가열 → 가역단열팽창 → 정압냉각
- ③ 가역등온압축 → 정적가열 → 가역등온팽창 → 정적냉각
- ④ 가역단열압축 → 정적가열 → 가역단열팽창 → 정적냉각
(정답률: 51%)
문제 해설
정답은 "가역단열압축 → 정압가열 → 가역단열팽창 → 정압냉각"입니다.
이유는 다음과 같습니다.
1. 가역단열압축: 증기를 압축하여 온도를 상승시키는 과정입니다. 이때 압축은 가역적으로 이루어져야 합니다. 가역적인 압축은 역학적으로 역순으로 진행될 수 있으므로 열역학적 효율이 가장 높습니다.
2. 정압가열: 압력을 일정하게 유지하면서 증기를 가열하는 과정입니다. 이때 가열은 등압적으로 이루어져야 합니다. 등압적인 가열은 열역학적 효율이 가장 높습니다.
3. 가역단열팽창: 압력을 낮추면서 증기를 팽창시키는 과정입니다. 이때 팽창도 가역적으로 이루어져야 합니다. 가역적인 팽창은 역학적으로 역순으로 진행될 수 있으므로 열역학적 효율이 가장 높습니다.
4. 정압냉각: 압력을 일정하게 유지하면서 증기를 냉각하는 과정입니다. 이때 냉각은 등압적으로 이루어져야 합니다. 등압적인 냉각은 열역학적 효율이 가장 높습니다.
이유는 다음과 같습니다.
1. 가역단열압축: 증기를 압축하여 온도를 상승시키는 과정입니다. 이때 압축은 가역적으로 이루어져야 합니다. 가역적인 압축은 역학적으로 역순으로 진행될 수 있으므로 열역학적 효율이 가장 높습니다.
2. 정압가열: 압력을 일정하게 유지하면서 증기를 가열하는 과정입니다. 이때 가열은 등압적으로 이루어져야 합니다. 등압적인 가열은 열역학적 효율이 가장 높습니다.
3. 가역단열팽창: 압력을 낮추면서 증기를 팽창시키는 과정입니다. 이때 팽창도 가역적으로 이루어져야 합니다. 가역적인 팽창은 역학적으로 역순으로 진행될 수 있으므로 열역학적 효율이 가장 높습니다.
4. 정압냉각: 압력을 일정하게 유지하면서 증기를 냉각하는 과정입니다. 이때 냉각은 등압적으로 이루어져야 합니다. 등압적인 냉각은 열역학적 효율이 가장 높습니다.
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