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1[에너지관리기사 필기] 20년 3회차

정상상태에서 작동하는 개방시스템에 유입되는 물질의 비엔탈피가 h₁이고, 이 시스템 내에 단위질량당 열을 q만큼 전달해 주는 것과 동시에, 축을 통한 단위질량당 일을 w만큼 시스템으로 유출되는 물질의 비엔탈피 h₂를 옳게 나타낸 것은? (단, 위치에너지와 운동에너지는 무시한다.)

h₂ = h₁ + q - w

h₂ = h₁ - q - w

h₂ = h₁ + q + w

₂ = h₁

해설

정상유동 상태의 개방계에 대한 정상유동 에너지식(SFEE)에서 위치에너지와 운동에너지를 무시하면, 계로 들어가는 에너지 총합과 계에서 나가는 에너지 총합이 서로 같아진다.

유입 물질이 가진 비엔탈피 $h_1$ 에, 계로 전달된 단위질량당 열 $q$ 와 축을 통해 계에 가해진 단위질량당 일 $w$ 가 더해져 유출 물질의 비엔탈피가 되므로 $h_2=h_1+q+w$ 가 성립한다.

일 항의 부호는 방향에 따라 달라져, 반대로 계가 축을 통해 외부로 일을 내보내는 경우에는 그만큼 엔탈피가 줄어 $h_2=h_1+q-w$ 가 된다는 점을 함께 정리해 두면 혼동을 줄일 수 있다.

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