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카르노사이클로 작동하는 열기관이 1000℃의 열원과 300K의 대기 사… | [일반기계기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 20년 2회차
카르노사이클로 작동하는 열기관이 1000℃의 열원과 300K의 대기 사이에서 작동한다. 이 열기관이 사이클 당 100kJ의 일을 할 경우 사이클 당 1000℃의 열원으로부터 받은 열량은 약 몇 kJ인가.?
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70.0
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76.4
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130.8
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142.9
해설

카르노 열기관의 효율은 η=1TCTH\eta = 1 - \frac{T_C}{T_H}이고, 고온열원의 온도를 절대온도로 변환하면 TH=1000+273=1273 KT_H = 1000 + 273 = 1273\text{ K}, TC=300 KT_C = 300\text{ K}이다. 따라서 η=13001273=97312730.765\eta = 1 - \frac{300}{1273} = \frac{973}{1273} \approx 0.765이다. 열기관의 효율 정의에서 η=WQH\eta = \frac{W}{Q_H}이므로, QH=Wη=1000.765130.7 kJQ_H = \frac{W}{\eta} = \frac{100}{0.765} \approx 130.7\text{ kJ}이다. 따라서 사이클당 고온열원으로부터 받은 열량은 약 130.8 kJ이다.

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