질량이 4kg인 단열된 강재 용기 속에 온도 25℃의 물 18L가 들어… | [일반기계기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 18년 3회차

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

0.244

0.267

0.284

0.302

해설

물체의 비열은 열평형 조건에서 물+강재 용기가 얻은 열량과 물체가 잃은 열량이 같다는 조건으로 구하며 약 0.284kJ/(kg·K)이다.
물과 강재 용기가 얻은 열량은  $Q = (18 \times 4.187 + 4 \times 0.4648) \times (30-25) \approx 77.23 \times 5 \approx 386.1\,\mathrm{kJ}$ 이다.
물체가 잃은 열량과 같다고 두면  $c_x = \dfrac{Q}{m(T_1-T_2)} = \dfrac{386.1}{8 \times (200-30)} \approx \dfrac{386.1}{1360} \approx 0.284\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$ 이다.

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