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유체의 열확산계수(thermal diffusivity)에 대한 설명으로… | [9급 국가직 화학공학일반] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 화학공학일반] 22년 1회차
유체의 열확산계수(thermal diffusivity)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
m2s-1을 단위로 사용할 수 있다.
2
유체의 열전도도, 밀도, 점도를 이용하여 계산할 수 있다.
3
다른 조건이 같을 때, 유체의 밀도가 클수록 열확산계수는 더 작다.
4
유체 운동이 없을 때의 열확산식(heat diffusion equation)에서 계수로 사용된다.
해설

열확산계수는 α=kρcp\alpha=\dfrac{k}{\rho c_p}로 열전도도·밀도·비열로 계산하며 점도는 쓰이지 않는다. 따라서 점도를 이용해 계산한다는 설명이 옳지 않다.

점도가 들어가는 것은 운동량 확산계수(동점도 ν=μ/ρ\nu=\mu/\rho)이며, 둘의 비가 프란틀 수이다.

  • 단위가 m2 s−1\mathrm{m^2\,s^{-1}}라는 설명은 옳다.
  • 밀도가 분모에 있으므로 다른 조건이 같으면 밀도가 클수록 열확산계수가 작다는 설명은 옳다.
  • 유체 운동이 없을 때 열확산식 ∂T/∂t=α∇2T\partial T/\partial t=\alpha\nabla^{2}T의 계수로 쓰인다는 설명은 옳다.

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