2004년05월23일 22번
[내연기관] 수냉식 엔진에 설치되어 있는 냉각 장치에서 흡수하는 열량이 연료저발열량의 45%이고 연료의 최대 발열량은 11700kcal/kg이다. 이 기관의 연료소비율은 180g/PS.h이고 냉각수 온도 상승 한계가 20℃때 이 엔진은 몇 ℓ 의 냉각수를 필요로 하는가? (단, 냉각수의 비열은 1 kcal/kg℃ 이다.)
- ① 47.385 ℓ /PS.h
- ② 46.325 ℓ /PS.h
- ③ 45.465 ℓ /PS.h
- ④ 44.585 ℓ /PS.h
(정답률: 알수없음)
문제 해설
냉각 장치에서 흡수하는 열량은 연료소비율과 연료저발열량, 그리고 효율에 따라 결정된다. 이 문제에서는 흡수하는 열량이 연료저발열량의 45%로 주어졌으므로, 실제로는 냉각 장치에서 흡수하는 열량은 11700 kcal/kg x 0.45 = 5265 kcal/kg 이다.
한편, 냉각수가 상승하는 온도는 냉각 장치에서 흡수한 열량과 냉각수의 양과 비열에 따라 결정된다. 따라서, 냉각수의 양을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.
냉각수의 양 = (흡수한 열량) / (냉각수의 비열 x 냉각수의 상승 온도)
여기서, 흡수한 열량은 5265 kcal/kg x 180 g/PS.h = 947700 kcal/PS.h 이다. 냉각수의 비열은 1 kcal/kg℃ 이므로, 냉각수의 상승 온도가 20℃ 이므로, 냉각수의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.
냉각수의 양 = 947700 kcal/PS.h / (1 kcal/kg℃ x 20℃) = 47.385 ℓ /PS.h
따라서, 정답은 "47.385 ℓ /PS.h" 이다.
한편, 냉각수가 상승하는 온도는 냉각 장치에서 흡수한 열량과 냉각수의 양과 비열에 따라 결정된다. 따라서, 냉각수의 양을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.
냉각수의 양 = (흡수한 열량) / (냉각수의 비열 x 냉각수의 상승 온도)
여기서, 흡수한 열량은 5265 kcal/kg x 180 g/PS.h = 947700 kcal/PS.h 이다. 냉각수의 비열은 1 kcal/kg℃ 이므로, 냉각수의 상승 온도가 20℃ 이므로, 냉각수의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.
냉각수의 양 = 947700 kcal/PS.h / (1 kcal/kg℃ x 20℃) = 47.385 ℓ /PS.h
따라서, 정답은 "47.385 ℓ /PS.h" 이다.
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