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1[공조냉동기계기사 필기] 25년 2회차

공기표준 Carnot 열기관 사이클에서 최저 온도는 280K이고, 열효율은 60%이다. 압축전 압력과 열을 방출한 후 압력은 100 kPa이다. 열을 공급하기 전의 온도와 압력은? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

700 K, 2470 kPa

700 K, 2200 kPa

600 K, 2470 kPa

600 K, 2200 kPa

해설

카르노 사이클의 효율은  $\eta=1-\dfrac{T_L}{T_H}$  이므로
 $T_H=\dfrac{280}{1-0.6}=700\,\mathrm{K}$ 
이고, 이것이 열을 공급하기 직전(단열압축 후)의 온도이다.
압축 전 상태가 280 K, 100 kPa이므로 단열압축 관계
 $\dfrac{P_2}{P_1}=\left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)^{\frac{k}{k-1}}$ 
를 적용하면
 $P_2=100\times\left(\dfrac{700}{280}\right)^{3.5}\approx2470\,\mathrm{kPa}$ 
이다.

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