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100000kW를 생산하는 발전소에서 600K에서 스팀을 생산하여 발전… | [화공기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 1회차
100000kW를 생산하는 발전소에서 600K에서 스팀을 생산하여 발전기를 작동시킨 후 잔열을 300K에서 방출한다. 이 발전소의 발전효율이 이론적 최대효율의 60%라고 할 때, 300K에 방출하는 열량(kW)은?
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333333
해설

카르노 사이클의 이론적 최대효율(카르노 효율)은 ηCarnot=1TCTH=1300600=0.5\eta_{Carnot} = 1 - \frac{T_C}{T_H} = 1 - \frac{300}{600} = 0.5(50%)이다. 실제 발전소의 효율은 이 최대효율의 60%이므로 ηactual=0.5×0.6=0.3\eta_{actual} = 0.5 \times 0.6 = 0.3(30%)이다. 발전소가 생산하는 전력이 100,000kW이고 효율이 30%이면, 흡수해야 하는 총 열량은 QH=Wη=1000000.3=333333 kWQ_H = \frac{W}{\eta} = \frac{100000}{0.3} = 333333\text{ kW}이다. 에너지 보존 법칙에 의해 방출하는 열량은 QC=QHW=333333100000=233333 kWQ_C = Q_H - W = 333333 - 100000 = 233333\text{ kW}이다.

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