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피스톤이 설치된 실린더에 압력 0.3MPa, 체적 0.8m3인 습증기 … | [에너지관리기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 18년 3회차
피스톤이 설치된 실린더에 압력 0.3MPa, 체적 0.8m3인 습증기 4kg이 들어있다. 압력이 일정한 상태에서 가열하여 습증기의 건도가 0.9가 되었을 때 수증기에 의한 일은 몇 kJ인가? (단, 0.3MPa에서 비체적은 포화액이 0.001m3/kg, 건포화증기가 0.60m3/kg이다.)
1
205.5
2
237.2
3
305.5
4
408.1
해설

초기 비체적은 v1=0.84=0.2 m3/kgv_1 = \dfrac{0.8}{4} = 0.2\ \mathrm{m^3/kg}이고, 정압가열 후 건도 0.9에서의 비체적은 v2=vf+x(vgvf)=0.001+0.9×(0.600.001)0.540 m3/kgv_2 = v_f + x(v_g-v_f) = 0.001+0.9\times(0.60-0.001) \approx 0.540\ \mathrm{m^3/kg}이다.

전체 부피 변화는 ΔV=4×(0.5400.2)1.36 m3\Delta V = 4\times(0.540-0.2) \approx 1.36\ \mathrm{m^3}이며, 정압과정의 일은 W=PΔV=300×1.36408.1 kJW=P\Delta V = 300\times1.36 \approx 408.1\ \mathrm{kJ}로 계산된다.

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