서로 다른 고체 물질 A, B, C인 3개의 평판이 서로 밀착되어 복합… | [에너지관리기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[에너지관리기사 필기] 22년 2회차
서로 다른 고체 물질 A, B, C인 3개의 평판이 서로 밀착되어 복합체를 이루고 있다. 젖상 상태에서의 온도 분포가 [그림]과 같을 때, 어느 물질의 열전도도가 가장 적은가? (단, 온도 T1=1000℃, T2=800℃, T3=550℃, T4=250℃ 이다.)
1
A
2
B
3
C
4
모두 같다.
해설
그림은 두께가 각각 5cm로 같은 세 평판 A, B, C가 밀착된 복합벽의 정상상태 온도분포다. 왼쪽 면이 T1, A와 B의 경계가 T2, B와 C의 경계가 T3, 오른쪽 면이 T4이며, 온도선은 오른쪽으로 갈수록 기울기가 급해진다.
정상상태의 직렬 열전도에서는 세 층을 통과하는 열유속 q가 모두 같다. 각 층에 대해 q = k·(ΔT/L)이고 두께 L이 5cm로 동일하므로 k ∝ 1/ΔT가 되어, 온도강하가 가장 큰 층의 열전도도가 가장 작다.
주어진 값으로 층별 온도강하를 구하면 A는 1000 − 800 = 200℃, B는 800 − 550 = 250℃, C는 550 − 250 = 300℃다. 온도강하가 가장 큰 층이 C이므로 열전도도가 가장 작은 물질은 C이고, 열전도도 비는 1/200 : 1/250 : 1/300 = 15 : 12 : 10으로 A가 가장 크다.
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