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1[7급 국가직 화공열역학] 21년 1회차

압축기를 사용하여 질량유량이 0.02 kg s^-1인 공기 흐름을 정상 상태에서 압축한다. 압축기 출구와 입구 사이의 공기 단위질량당 엔탈피 변화량은 120 kJ kg^-1이고 공기 단위질량당 10 kJ kg^-1의 열이 외부로 방출될 때, 공기 흐름에 가해지는 단위시간당 일의 크기[kW]는? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다)

2.2

2.4

2.6

2.8

해설

정상상태 개방계 에너지수지로 구한 압축 동력은 2.6 kW이다.
에너지수지(계로 들어오는 열·일을 양으로):  $\Delta H=Q+W$ 
열이 방출되므로  $Q=-10\ \mathrm{kJ/kg}$ ,  $W=120-(-10)=130\ \mathrm{kJ/kg}$ 
동력:  $\dot W=\dot mW=0.02\times130=2.6\ \mathrm{kW}$ 
방출열의 부호를 반대로 넣으면  $110\ \mathrm{kJ/kg}$ 에서 2.2 kW가 나오는 부호 함정에 주의한다.

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