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1[9급 지방직 화학공학일반] 09년 1회차
표면적이 Am2인 밀폐된 단지 내부에 비열 CJ/kg°C인 Mkg의 액체가 가득 채워져 T0°C의 온도로 유지되고 있다. 이를 Ts°C 수증기로 가열할 때 액체온도(T)의 시간(θ)에 따른 변화는 다음과 같이 표현될 수 있다.
다섯 가지 재료를 사용하여 동일한 형태의 단지를 제조하고 동일한 조건에서 가열할 때 액체의 온도를 측정한 결과의 그림이 아래와 같았다면 가장 열전달이 큰 재료는? (단, h(W/m2s°C)는 단지로부터 액체로의 열전달계수를 나타낸다)
1
A
2
B
3
D
4
E
해설
가장 열전달이 큰 재료는 액체 온도가 가장 빠르게 수증기 온도에 접근하는 A이다.
주어진 식을 온도에 대해 풀면 다음과 같다.
A·M·C가 모두 같으므로 열전달계수 h가 클수록 지수항이 빨리 줄어 곡선이 가파르게 올라간다.
- B는 A보다 완만하게 상승하므로 열전달계수가 A보다 작다.
- D는 B·C보다도 느리게 상승하는 곡선으로 열전달이 작은 편이다.
- E는 시간이 지나도 처음 온도에 머물러 열전달이 거의 0인 재료(단열재에 가까움)다.
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