어느 냉동장치로 20 ℃의 물을 -30 ℃의 얼음으로 만드는데 물 1톤… | 가스기능장 필답형 65~78회 중복제외 상세 페이지
어느 냉동장치로 20 ℃의 물을 -30 ℃의 얼음으로 만드는데 물 1톤당 40 PSh의 동력이 소요되었을 때 성적계수는 얼마인가?
(단, 얼음의 융해열은 80 ㎉/kg, 비열은 0.5 ㎉/(kg ℃) )
성적계수는 해주는 일 대비 열을 얼마큼 줄었느냐이며
성적계수 = 열 / 일
(가) 해준 일은 40 PSh 이며 1시간 동안 40 PS 이 투입되었으므로,
일 = 40 PSh * 3600 s = 40 * 3600 PS s
여기서 모든 수치가 ㎉로 제시되었으므로 PS 역시 ㎉ 로 변경 필요
PS = 0.735 kW 이고 kW = kJ/s 이므로
PS = 0.735 kJ/s
kJ 은 = 0.24 ㎉
따라서,
일 = 40 PSh * 3600 s = 40 * 3600 PS s
= 40 PS * 3600 s * 0.735 kW/PS * 0.24 ㎉/kJ
= 25,402 ㎉
이거 유도해서 계산할 사람은 많지 않겠네요.
(나) 줄어든 열량 (20℃ 물을 -30℃ 얼음으로)
① 20℃ 물 → 0℃ 물
m x C x △t
= 1000 kg x 1 ㎉/(kg ℃) x (20 - 0) = 20,000 ㎉
물의 비열 1 ㎉/(kg℃) 정도는 알고 있어야 함.
② 0℃ 물 → 0℃ 얼음
m x γ
= 1000 kg x 80 ㎉/kg
= 80,000 ㎉
③ 0℃ 얼음 → - 30℃ 얼음
m x C x △t
= 1000 kg x 0.5 ㎉/(kg ℃) x [ 0 - (-30) ]
= 15,000 ㎉
④ 줄어든 총 열량
20,000 + 80,000 + 15,000 = 115,000 ㎉
(다) 따라서, 성적계수 COPR
열 / 일 = 115,000 ㎉ / (25,402 ㎉)
= 4.53
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