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지름 2cm의 금속 공은 선풍기를 켠 상태에서 냉각하고, 지름 4cm의 금속 공은 선 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 3회차

지름 2cm의 금속 공은 선풍기를 켠 상태에서 냉각하고, 지름 4cm의 금속 공은 선풍기를 끄고 냉각할 때 동일 시간당 발생하는 대류 열전달량의 비(2cm 공 : 4cm 공)는? (단, 두 경우 온도차는 같고, 선풍기를 켜면 대류 열전달계수가 10배가 된다고 가정한다.)

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1 : 5

2

1 : 0.4

3

1 : 0.3375

4

1 : 10

해설

대류 열전달량은 q=hAΔTq = hA\Delta T 이고, 구의 표면적은 A=πd2A = \pi d^2 이므로 지름의 제곱에 비례한다.
온도차가 같으므로 열전달량 비는 hd2h d^2 의 비와 같다.
2cm 공은 선풍기로 hh가 10배이므로 10h×22=40h10h \times 2^2 = 40h, 4cm 공은 h×42=16hh \times 4^2 = 16h 이다.
따라서 비는 40:16=1:0.440 : 16 = 1 : 0.4 이므로 ② 1 : 0.4 가 정답이다.