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어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5… | [건설기계설비기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 21년 3회차
어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW 출력의 열기관을 만들었다고 주장한다면, 이 사실은 열역학 제 몇 법칙에 위배되는가?
1
제 0법칙
2
제 1법칙
3
제 2법칙
4
제 3법칙
해설

100% 효율의 열기관 주장은 제2법칙에 위배된다.

열기관의 효율은 η=WQH\eta = \frac{W}{Q_H}로 정의되며, 여기서 W는 출력(일), QHQ_H는 고온열원으로부터 공급받은 열량이다. 주어진 조건을 정리하면 QH=1800 kJ/h=0.5 kWQ_H = 1800\text{ kJ/h} = 0.5\text{ kW}(시간당 1800kJ = 초당 0.5kJ = 0.5kW), 출력 W = 0.5kW이므로 효율은 η=0.50.5=1=100%\eta = \frac{0.5}{0.5} = 1 = 100\%가 된다.

카르노 효율을 포함한 모든 실제 열기관의 효율은 100% 미만이어야 하며, 이는 제2법칙(엔트로피 원리)에 의해 보장된다.

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