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1[에너지관리기사 필기] 2025년 3회 기출복원 모의고사
그림과 같은 브레이튼 사이클에서 열효율(η)은? (단, P는 압력, v는 비체적이며, T1, T2, T3, T4는 각각의 지점에서의 온도이다. 또한, qin과 qout은 사이클에서 열이 들어오고 나감을 의미한다.)
문제 이미지
1
η=1−T3−T2T4−T1\eta = 1 - \dfrac{T_3 - T_2}{T_4 - T_1}
2
η=1−T1−T2T3−T4\eta = 1 - \dfrac{T_1 - T_2}{T_3 - T_4}
3
η=1−T4−T1T3−T2\eta = 1 - \dfrac{T_4 - T_1}{T_3 - T_2}
4
η=1−T3−T4T1−T2\eta = 1 - \dfrac{T_3 - T_4}{T_1 - T_2}
해설

그림은 P–v 선도로 그린 브레이튼 사이클이다. 1→2는 압력이 올라가는 단열압축, 2→3은 압력이 일정한 채 비체적이 커지며 qin이 들어오는 정압가열, 3→4는 압력이 내려가는 단열팽창, 4→1은 압력이 일정한 채 qout이 빠져나가는 정압방열이다.

가열·방열이 모두 정압과정이므로 출입 열량은 엔탈피 변화와 같아 qin=CP(T3−T2)q_{in}=C_P(T_3-T_2), qout=CP(T4−T1)q_{out}=C_P(T_4-T_1) 이다.

따라서 열효율은 η=1−qoutqin=1−T4−T1T3−T2\eta=1-\dfrac{q_{out}}{q_{in}}=1-\dfrac{T_4-T_1}{T_3-T_2} 이다. 분모에는 열을 받는 구간(2→3)의 온도차가, 분자에는 열을 버리는 구간(4→1)의 온도차가 와야 하며, 분자와 분모를 뒤집은 식이나 단열과정인 1→2·3→4의 온도차를 넣은 식은 성립하지 않는다.

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