모두CBT

240kPa에서 어떤 액체의 상태량이 Vr는 0.00177m3/kg, … | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 3회차
240kPa에서 어떤 액체의 상태량이 Vr는 0.00177m3/kg, Vg는 0.105m3/kg, Hr는 181kJ/kg, Hg는 496kJ/kg일 때, 이 압력에서의 Ufg(kJ/kg)는? (단, V는 비체적, U는 내부에너지, H는 엔탈피, 하첨자 f는 포화액, g는 건포화증기를 나타내고 Ufg는 Ug - Ur를 의미한다.)
1
24.8
2
290.2
3
315.0
4
339.8
해설

Ufg=UgUfU_{fg} = U_g - U_f를 구하려면 열역학 관계식 H=U+PVH = U + PV를 이용한다. 포화액과 건포화증기에 대해 각각 적용하면 Hf=Uf+PVfH_f = U_f + PV_f, Hg=Ug+PVgH_g = U_g + PV_g이므로, 두 식을 빼면 Hfg=Ufg+P(VgVf)H_{fg} = U_{fg} + P(V_g - V_f)가 된다. 따라서 Ufg=HfgPVfgU_{fg} = H_{fg} - P \cdot V_{fg}이다.
주어진 값을 대입하면: Hfg=HgHf=496181=315 kJ/kgH_{fg} = H_g - H_f = 496 - 181 = 315 \text{ kJ/kg}, Vfg=VgVf=0.1050.00177=0.10323 m3/kgV_{fg} = V_g - V_f = 0.105 - 0.00177 = 0.10323 \text{ m}^3\text{/kg}, P=240 kPa=240 kN/m2P = 240 \text{ kPa} = 240 \text{ kN/m}^2이다. PVfg=240×0.10323=24.8 kJ/kgP \cdot V_{fg} = 240 \times 0.10323 = 24.8 \text{ kJ/kg}이므로 Ufg=31524.8=290.2 kJ/kgU_{fg} = 315 - 24.8 = 290.2 \text{ kJ/kg}이다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.