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1[9급 국가직 화학공학일반] 23년 1회차

동일한 재질의 벽을 두 겹으로 쌓아서 평평한 가열로 벽(flat furnace wall)을 축조하였다. 가열로 내부의 온도는 650°C, 가열로 외부의 온도는 50°C로 유지되며, 벽의 열전도도는 1.0Wm^-1°C^-1이고 벽 한 층의 두께는 각각 0.1m이다. 두 겹의 벽 층 사이에 접촉이 불량하여 접촉 저항(contact resistance)이 0.2°Cm²W^-1라 할 때, 단위 면적당 열 손실량[Wm^-2]은?

1,000

1,500

2,000

해설

단위 면적당 열 손실량은 1,500 W  $m^{-2}$ 이다.
두 벽층과 접촉 저항이 직렬이므로 단위 면적당 저항을 더한다.
 $R=\dfrac{L_1}{k}+R_c+\dfrac{L_2}{k}=\dfrac{0.1}{1.0}+0.2+\dfrac{0.1}{1.0}=0.4\,\mathrm{^{\circ}C\,m^2\,W^{-1}}$ 
 $q=\dfrac{\Delta T}{R}=\dfrac{650-50}{0.4}$ 
 $q=1500\,\mathrm{W\,m^{-2}}$

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