압력 150kPa, 온도 97℃의 압축공기를 대기 중으로 분출시키는 과… | [에너지관리기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

가역단열 분출속도는 $V=\sqrt{2C_p T_1\left[1-\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}\right]}$로 구한다. 여기서 $C_p = \dfrac{kR}{k-1} = \dfrac{1.4\times 0.287}{0.4} \approx 1.005\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}$, $T_1=97+273=370\,\mathrm{K}$, 분출 후 압력은 대기압 $P_2 \approx 101.3\,\mathrm{kPa}$이다.
$\dfrac{P_2}{P_1}=\dfrac{101.3}{150}\approx 0.675$이고 지수는 $\dfrac{k-1}{k}=0.286$이므로 $0.675^{0.286}\approx 0.894$, 대괄호 안의 값은 약 0.106이 된다.
따라서 $V \approx \sqrt{2\times 1{,}005\times 370\times 0.106} \approx 281\,\mathrm{m/s}$로, 보기 중 282m/s에 해당한다.