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그림과 같이 계가 일을 할 때 이 계의 효율을 옳게 나타낸 것은? | [화공기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 1회차
그림과 같이 계가 일을 할 때 이 계의 효율을 옳게 나타낸 것은?
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해설

열기관의 효율은 공급받은 열 중 일로 바뀐 비율이므로 η=WQH\eta = \dfrac{|W|}{Q_H} 이다.

그림에서 계는 고온부로부터 QH 를 받아 일 W 를 밖으로 내보내고 나머지 QC 를 저온부로 버린다. 즉 투입은 QH, 얻은 것은 |W| 이다.

사이클이므로 에너지 보존에서 W=QHQC|W| = Q_H - Q_C 가 성립하고, 이 관계를 쓰면 다른 식들이 왜 안 되는지 바로 드러난다.

  • 분모를 (QH − QC) 로 둔 식과 QC/(QH − |W|) 는 계산하면 항상 1 이 되어 효율이 될 수 없다.
  • |W|/QC 는 버린 열을 기준으로 나눈 값이라 1을 넘을 수도 있어 열기관 효율의 정의가 아니다.

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