내부 온도를 250 K로 유지하기 위한 냉동기 작동 동력은 0.5 kW… | [7급 국가직 화공열역학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 화공열역학] 24년 1회차

내부 온도를 250 K로 유지하기 위한 냉동기 작동 동력은 0.5 kW이다. 냉동기 외부 온도가 300 K로 유지될 때, 단위시간당 방출되는 열의 크기( $|\dot{Q}|$ )[kW]는? (단, 냉동기는 Carnot 사이클로 작동하며, 냉동기의 성능계수는 Carnot 성능계수의 60 %이다)

1.5

해설

외부로 방출되는 열의 크기는  $2\ \mathrm{kW}$ 이다.
카르노 성능계수:  $\omega_C=\dfrac{T_C}{T_H-T_C}=\dfrac{250}{300-250}=5$ 
실제 성능계수:  $\omega=0.6\times 5=3$ 
흡수 열:  $|\dot{Q}_C|=\omega\dot{W}=3\times 0.5=1.5\ \mathrm{kW}$ 
방출 열:  $|\dot{Q}_H|=|\dot{Q}_C|+\dot{W}=1.5+0.5=2\ \mathrm{kW}$ 
 $1.5$ 는 저온부에서 흡수한 열로, 방출 열에는 동력이 더해져야 한다.
 $3$ ,  $5$ 는 각각 실제·카르노 성능계수 값 자체로, 열량이 아니다.

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