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역 카르노사이클에 대한 그래프이다. 이 사이클의 성능계수를 표시한 것으… | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 3회차
역 카르노사이클에 대한 그래프이다. 이 사이클의 성능계수를 표시한 것으로 옳은 것은? (단, T1에서 열이 방출되고 T2에서 열이 흡수된다.)
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해설

성능계수는 COP = T2 / (T1 − T2) 이다.

그림은 T–S 선도에서 위쪽 등온선 T1, 아래쪽 등온선 T2, 엔트로피 S1~S2 로 둘러싸인 직사각형이다. 등온 과정의 열량은 Q = T·ΔS 이므로 ΔS = S2 − S1 로 두면
흡수열 Q2 = T2·ΔS , 방출열 Q1 = T1·ΔS

투입 일은 직사각형 넓이인 W = Q1 − Q2 = (T1 − T2)·ΔS 이므로
COP = Q2 / W = T2ΔS / [(T1 − T2)ΔS] = T2 / (T1 − T2)

T1 > T2 이므로 T2 − T1 이 들어간 형태는 값이 음수가 되어 성립하지 않고, (T1 − T2)/T1열기관의 열효율 식이지 냉동 사이클의 성능계수가 아니다.

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