모두CBT

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

1[에너지관리기사 필기] 16년 3회차
압력 150kPa, 온도 97℃의 압축공기를 대기 중으로 분출시키는 과정이 가역단열과정이라면 분출속도는 몇 m/s인가? (단, 공기의 비열비는 1.4, 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이며 최초의 속도는 무시한다.)
1
150
2
282
3
320
4
415
해설

가역단열 분출속도는 V=2CpT1[1−(P2P1)k−1k]V=\sqrt{2C_p T_1\left[1-\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}\right]}로 구한다. 여기서 Cp=kRk−1=1.4×0.2870.4≈1.005 kJ/kg⋅KC_p = \dfrac{kR}{k-1} = \dfrac{1.4\times 0.287}{0.4} \approx 1.005\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}, T1=97+273=370 KT_1=97+273=370\,\mathrm{K}, 분출 후 압력은 대기압 P2≈101.3 kPaP_2 \approx 101.3\,\mathrm{kPa}이다.

P2P1=101.3150≈0.675\dfrac{P_2}{P_1}=\dfrac{101.3}{150}\approx 0.675이고 지수는 k−1k=0.286\dfrac{k-1}{k}=0.286이므로 0.6750.286≈0.8940.675^{0.286}\approx 0.894, 대괄호 안의 값은 약 0.106이 된다.

따라서 V≈2×1,005×370×0.106≈281 m/sV \approx \sqrt{2\times 1{,}005\times 370\times 0.106} \approx 281\,\mathrm{m/s}로, 보기 중 282m/s에 해당한다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[에너지관리기사 필기] 16년 3회차 100문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요에너지관리기사 필기 기출문제 암기장 전체 보기