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두 절대온도 T1, T2(T1<T2)사이에서 운전하는 엔진의 효율에 관… | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 3회차
두 절대온도 T1, T2(T1<T2)사이에서 운전하는 엔진의 효율에 관한 설명 중 틀린 것은?
1
가역과정인 경우 열효율이 최대가 된다.
2
가역과정인 경우 열효율은 (T2-T1)/T2 이다.
3
비가역 과정인 경우 열효율은 (T2-T1)/T2 보다 크다.
4
T1이 0K인 경우 열효율은 100%가 된다.
해설

두 온도 사이에서 운전하는 열기관의 효율은 카르노 효율로 제한된다. 가역 과정(카르노 사이클)일 때 최대 효율은 ηmax=T2T1T2\eta_{max} = \frac{T_2 - T_1}{T_2}이고, 모든 실제 비가역 과정은 이보다 작은 효율을 가진다. 따라서 보기 3번 "비가역 과정인 경우 열효율은 (T₂-T₁)/T₂보다 크다"는 카르노 정리에 모순되므로 틀렸다. 보기 1번은 가역 과정이 최대 효율을 갖는다는 카르노 정리 자체이고, 보기 2번은 가역 과정의 열효율 공식이 정확하며, 보기 4번은 T₁=0K일 때 η = (T₂-0)/T₂ = 1 = 100%로 참이다.

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