온도 600 K 인 고열원과 300 K 인 저열원 사이에서 작동하는 열… | [에너지관리기사 필기] 2022년 3회 기출복원 모의고사 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 2022년 3회 기출복원 모의고사

온도 600 K 인 고열원과 300 K 인 저열원 사이에서 작동하는 열기관이 고열원에서 1000 kJ 의 열을 받는다. 열역학 제1법칙과 제2법칙을 모두 만족하는 운전 결과는?

일 550 kJ, 저열원 방출열 450 kJ

일 500 kJ, 저열원 방출열 600 kJ

일 450 kJ, 저열원 방출열 550 kJ

일 400 kJ, 저열원 방출열 500 kJ

해설

일 450 kJ·방출열 550 kJ 만 두 조건을 모두 만족합니다.

제1법칙에 따라 일과 방출열의 합은 받은 열 1000 kJ 과 같아야 하고,
제2법칙에 따라 열효율은 카르노 효율 $1-\dfrac{300}{600}=0.5$ 를 넘을 수 없으므로 일은 500 kJ 이하여야 합니다.

일 550 kJ 은 에너지 합은 맞지만 효율 55 %로 제2법칙에 어긋나고, 합이 1100 kJ·900 kJ 인 경우는 제1법칙에 어긋납니다.

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