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1[에너지관리기사 필기] 20년 2회차
유동하는 기체의 압력을 P, 속력을 V, 밀도를 ρ, 중력 가속도를 g, 높이를 z, 절대온도는 T, 정적비열을 Cv라고 할 때, 기체의 단위질량당 역학적 에너지에 포함되지 않는 것은?
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Pρ\dfrac{P}{\rho}
2
V22\dfrac{V^2}{2}
3
gz
4
CvT
해설

단위질량당 역학적 에너지는 베르누이 식의 각 항, 즉 압력에너지 Pρ\dfrac{P}{\rho}, 운동에너지 V22\dfrac{V^{2}}{2}, 위치에너지 gzgz 세 가지로 구성된다. 마찰이 없으면 Pρ+V22+gz=일정\dfrac{P}{\rho}+\dfrac{V^{2}}{2}+gz=\text{일정} 으로 이 세 항의 합이 보존된다.

이에 비해 CvTC_vT단위질량당 내부에너지로, 분자의 열운동에 저장된 열에너지다. 절대온도만의 함수여서 유속·높이·압력과 무관하며 역학적 에너지에 포함되지 않는다.

내부에너지까지 포함한 전체 에너지는 u+Pρ+V22+gzu+\dfrac{P}{\rho}+\dfrac{V^{2}}{2}+gz 이고, 앞의 두 항을 묶으면 엔탈피 h=u+Pρh=u+\dfrac{P}{\rho} 가 되어 정상유동 에너지식이 된다. 즉 정적비열과 절대온도의 곱은 역학적 에너지가 아니라 열적(내부) 에너지 항이다.

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