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온도가 150℃인 공기 3kg이 정압 냉각되어 엔트로피가 1.063kJ… | [공조냉동기계기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 16년 2회차
온도가 150℃인 공기 3kg이 정압 냉각되어 엔트로피가 1.063kJ/K 만큼 감소되었다. 이때 방출된 열량은 약 몇 kJ 인가? (단, 공기의 정압비열은 1.01kJ/kgㆍK이다.)
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해설

정압과정에서 엔트로피 변화는 ΔS=mcplnT2T1\Delta S = m c_p \ln\dfrac{T_2}{T_1}로 나타난다. 초기온도 T1=150+273=423KT_1 = 150 + 273 = 423\,K이고 엔트로피가 1.063kJ/K만큼 감소했으므로, lnT2T11.0633×1.010.351\ln\dfrac{T_2}{T_1} \approx \dfrac{-1.063}{3 \times 1.01} \approx -0.351에서 T2423×e0.351298KT_2 \approx 423 \times e^{-0.351} \approx 298\,K이다.

따라서 방출된 열량은 Q=mcp(T1T2)3×1.01×(423298)379kJQ = m c_p (T_1 - T_2) \approx 3 \times 1.01 \times (423-298) \approx 379\,kJ로 계산된다.

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