2019년04월27일 39번
[자동차엔진] 4실린더 4행정 사이클 엔진을 65PS로 30분간 운전시켰더니 연료가 10L소모되었다. 연료의 비중이 0.73, 저위발열량이 11000kcal/kg이라면 이 엔진의 열효율은 몇 %인가? (단, 1마력당 일량은 632.5kcal/h 이다.)
- ① 23.6
- ② 24.6
- ③ 25.6
- ④ 51.2
(정답률: 44%)
문제 해설
먼저, 사용된 연료의 양은 10L이므로 10kg이다.
저위발열량이 11000kcal/kg이므로, 사용된 연료의 총 열량은 11000kcal/kg x 10kg = 110000kcal이다.
1마력당 일량이 632.5kcal/h이므로, 65마력을 발생시키는데 필요한 일량은 65마력 x 632.5kcal/h/마력 = 41112.5kcal/h이다.
따라서, 30분(0.5시간) 동안 발생한 총 열량은 41112.5kcal/h x 0.5시간 = 20556.25kcal이다.
이제, 열효율을 구할 수 있다.
열효율 = 발생한 열량 / 사용된 연료의 열량
= 20556.25kcal / 110000kcal
= 0.18778
= 18.78%
하지만, 연료의 비중이 0.73이므로 실제 사용된 연료의 양은 10kg x 0.73 = 7.3kg이다.
따라서, 실제 열효율은 발생한 열량 / 실제 사용된 연료의 열량으로 구해야 한다.
실제 사용된 연료의 열량은 11000kcal/kg x 7.3kg = 80300kcal이다.
실제 열효율 = 발생한 열량 / 실제 사용된 연료의 열량
= 20556.25kcal / 80300kcal
= 0.256
= 25.6%
따라서, 정답은 "25.6"이다.
저위발열량이 11000kcal/kg이므로, 사용된 연료의 총 열량은 11000kcal/kg x 10kg = 110000kcal이다.
1마력당 일량이 632.5kcal/h이므로, 65마력을 발생시키는데 필요한 일량은 65마력 x 632.5kcal/h/마력 = 41112.5kcal/h이다.
따라서, 30분(0.5시간) 동안 발생한 총 열량은 41112.5kcal/h x 0.5시간 = 20556.25kcal이다.
이제, 열효율을 구할 수 있다.
열효율 = 발생한 열량 / 사용된 연료의 열량
= 20556.25kcal / 110000kcal
= 0.18778
= 18.78%
하지만, 연료의 비중이 0.73이므로 실제 사용된 연료의 양은 10kg x 0.73 = 7.3kg이다.
따라서, 실제 열효율은 발생한 열량 / 실제 사용된 연료의 열량으로 구해야 한다.
실제 사용된 연료의 열량은 11000kcal/kg x 7.3kg = 80300kcal이다.
실제 열효율 = 발생한 열량 / 실제 사용된 연료의 열량
= 20556.25kcal / 80300kcal
= 0.256
= 25.6%
따라서, 정답은 "25.6"이다.
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