천제연 폭포의 높이가 55m이고 주위와 열교환을 무시한다면 폭포수가 낙… | [일반기계기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 18년 2회차

천제연 폭포의 높이가 55m이고 주위와 열교환을 무시한다면 폭포수가 낙하한 후 수면에 도달할 때까지 온도 상승은 약 몇 K인가? (단, 폭포수의 비열은 4.2kJ/(kg∙K) 이다.)

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해설

폭포수가 낙하한 후 수면에서의 온도 상승은 약 0.13K이다.
열교환이 없으므로 낙하로 인한 위치에너지가 모두 내부에너지(열)로 전환된다고 보면  $mgh=mc\Delta T$ 가 성립한다.
비열을 J 단위로  $c=4.2\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}=4200\ \mathrm{J/(kg\cdot K)}$ 로 두면  $\Delta T=\dfrac{gh}{c}=\dfrac{9.81\times55}{4200}\approx0.13\ \mathrm{K}$ 로 계산된다.

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