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1[9급 국가직 화학공학일반] 25년 1회차
평면벽의 두께가 50cm이고 바깥 표면의 온도와 안쪽 표면의 온도가 각각 10°C와 20°C로 유지될 때, 벽을 통한 정상상태 열전달 플럭스(flux)[kJm-2h-1]는? (단, 벽의 열전도도는 1.0×10-4 kJm-1s-1K-1이고, 평면벽 두께 방향으로의 열전도만 고려한다)
1
4.8
2
6.4
3
7.2
4
8.6
해설

벽을 통한 열전달 플럭스는 7.2 kJ m⁻² h⁻¹이다. 1차원 정상상태 전도이므로 Fourier 법칙을 쓴다.

q=kΔTLq = k\dfrac{\Delta T}{L}
q=(1.0×10−4 kJ m−1s−1K−1)×10 K0.5 m=2.0×10−3 kJ m−2s−1q = (1.0\times10^{-4}\,\mathrm{kJ\,m^{-1}s^{-1}K^{-1}})\times\dfrac{10\,\mathrm{K}}{0.5\,\mathrm{m}} = 2.0\times10^{-3}\,\mathrm{kJ\,m^{-2}s^{-1}}

시간 단위를 바꾸면 2.0×10−3×3600=7.2 kJ m−2h−12.0\times10^{-3}\times3600 = 7.2\,\mathrm{kJ\,m^{-2}h^{-1}}이다.

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