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1[소방간부후보생 자연과학개론] 26년 1회차

그림은 두 개의 열기관 A와 B를 나타낸 것이다. 열기관 A는 한 번 순환하는 동안 고열원으로부터 열을 흡수하여  $5W$ 의 일을 하고 저열원으로  $Q_0$ 의 열을 방출한다. 열기관 B는 한 번 순환하는 동안 고열원으로부터  $Q_0$ 의 열을 흡수하여  $W$ 의 일을 하고 저열원으로 열을 방출한다. 열기관의 열효율은 A가 B의 3배이다.

A의 열효율은?

 $\dfrac{2}{15}$

 $\dfrac{1}{5}$

 $\dfrac{4}{15}$

 $\dfrac{1}{3}$

 $\dfrac{2}{5}$

해설

A의 열효율은  $\dfrac{2}{5}$ 이다.
열효율은 한 일을 흡수한 열로 나눈 값이다. A가 흡수한 열은  $5W+Q_0$ 이므로  $e_A=\dfrac{5W}{5W+Q_0}$ , B는  $e_B=\dfrac{W}{Q_0}$ 이다.
 $\dfrac{5W}{5W+Q_0}=\dfrac{3W}{Q_0}$ 
 $5Q_0=15W+3Q_0,\ Q_0=7.5W$ 
 $e_A=\dfrac{5W}{12.5W}=\dfrac{2}{5}$

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