2022년03월05일 40번

[기계열역학]
고열원 500℃와 저열원 35℃ 사이에 열기관을 설치하였을 때, 사이클당 10MJ의 공급열량에 대해서 7MJ의 일을 하였다고 주장한다면, 이 주장은?

① 열역학적으로 타당한 주장이다.
② 가역기관이라면 타당한 주장이다.
③ 비가역기관이라면 타당한 주장이다.
④ 열역학적으로 타당하지 않은 주장이다.

(정답률: 55%)

문제 해설

열역학 제1법칙에 따르면 에너지는 보존되므로, 열원에서 공급된 10MJ의 열에 대해 7MJ의 일을 하였다는 주장은 가능하다. 그러나, 열역학 제2법칙에 따르면 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있으므로, 열원과 저열원 사이에 열기관을 설치하여 일을 하는 경우에는 열원에서 공급된 열의 일부가 항상 저열원으로 흐르게 되어 일을 하는 효율이 낮아진다. 따라서, 이 주장은 열역학적으로 타당하지 않은 주장이다.

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