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압력이 일정할 때 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 가열하는데 필요한… | [일반기계기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 2회차
압력이 일정할 때 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 비열(Cp)은 온도 T(℃)에 관계한 함수로 Cp(kJ/(kg∙℃))= 1.01+0.000079×T이다.)
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해설

압력이 일정할 때 필요한 열량은 Q=mT1T2CpdTQ = m \int_{T_1}^{T_2} C_p \, dT로 구한다. 주어진 비열 함수 Cp=1.01+0.000079TC_p = 1.01 + 0.000079T를 0℃에서 100℃까지 적분하면: Q=50100(1.01+0.000079T)dT=5[1.01T+0.0000395T2]0100Q = 5 \int_{0}^{100} (1.01 + 0.000079T) \, dT = 5 \left[ 1.01T + 0.0000395T^2 \right]_{0}^{100} 이를 계산하면 Q=5(1.01×100+0.0000395×10000)=5(101+0.395)=5×101.395=506.975kJQ = 5(1.01 \times 100 + 0.0000395 \times 10000) = 5(101 + 0.395) = 5 \times 101.395 = 506.975 \, \text{kJ}로, 약 507 kJ이다.

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