지열을 이용하는 카르노 열펌프(Carnot heat pump)로 온실을… | [9급 국가직 화학공학일반] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 화학공학일반] 22년 1회차

지열을 이용하는 카르노 열펌프(Carnot heat pump)로 온실을 난방하고 있다. 지열의 열원 온도가 280K이고 온실의 열손실이 6kW일 때, 온실 온도를 300K으로 유지하기 위해 열펌프를 가동하는 데 필요한 최소 동력의 양[W]은?

해설

필요한 최소 동력은 400 W이다.
카르노 열펌프의 성능계수는 고온부 공급열 기준으로  $COP=\dfrac{T_H}{T_H-T_C}$ 이고, 온실 열손실 6 kW를 공급해야 한다.
 $COP=\dfrac{300}{300-280}=15$ 
 $W=\dfrac{Q_H}{COP}=\dfrac{6000}{15}=400\ \mathrm{W}$

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