질량이 4kg인 단열된 강재 용기 속에 물 18L가 들어있으며, 25℃… | [일반기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 22년 1회차

질량이 4kg인 단열된 강재 용기 속에 물 18L가 들어있으며, 25℃로 평형상태에 있다. 이 속에 200℃의 물체 8kg을 넣었더니 열평형에 도달하여 온도가 30℃가 되었다. 물의 비열은 4.187 kJ/(kg·K)이고, 강재(용기)의 비열은 0.4648 kJ/(kg·K) 일 때, 물체의 비열은 약 몇 kJ/(kg·K) 인가? (단, 외부와의 열교환은 없다고 가정한다.)

0.244

0.267

0.284

0.302

해설

물체의 비열은 약 0.284 kJ/(kg·K)이다.
단열된 계에서는 물체가 잃은 열량과 물·용기가 얻은 열량이 같다는 열평형 조건으로 미지의 비열을 구한다.
 $(m_wc_w+m_vc_v)(T_f-T_1)=m_oc_o(T_2-T_f)$ 에서  $(18\times4.187+4\times0.4648)\times5=8\times c_o\times170$ 이므로  $c_o\approx0.284\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$ 이다.

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