초기조건이 100kPa, 60℃인 공기를 정적과정을 통해 가열한 후 정… | [에너지관리기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

초기상태 A(100kPa, 333K)에서 정적과정으로 상태 B까지 가열한 뒤, 정압과정으로 최종상태 C(500kPa, 333K)까지 냉각한다. A와 C는 온도가 같으므로 이상기체 상태식으로 부피 관계를 세우면 중간상태 B의 온도를 구할 수 있다.
정적과정에서는 부피가 A상태와 같고 정압(500kPa)과정에서는 부피가 C상태로 변하는 조건을 이용하면 $T_B = T_A \times \dfrac{P_B}{P_A} = 333 \times \dfrac{500}{100} = 1665\ \mathrm{K}$가 된다.
정적가열 열량은 $Q_1 = C_v(T_B-T_A) = 20\times(1665-333) = 26640\ \mathrm{kJ/kmol}$, 정압냉각 열량은 $Q_2 = C_p(T_C-T_B) = 28\times(333-1665) = -37296\ \mathrm{kJ/kmol}$이므로 전체 열량 변화는 $Q_1+Q_2 \approx -10656\ \mathrm{kJ/kmol}$이다.