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1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차

다음은 오토(Otto) 사이클의 온도-엔트로피(T-S) 선도이다. 이 사이클의 열효율을 온도를 이용하여 나타낼 때 옳은 것은? (단, 공기의 비열은 일정한 것으로 본다.)

해설

이 사이클의 열효율은  $\eta = 1 - \dfrac{T_c - T_d}{T_b - T_a}$ 이다.
선도에서 d→a와 b→c는 엔트로피가 일정한 연직선으로 단열압축·단열팽창이고, a→b와 c→d는 엔트로피가 변하는 곡선으로 정적 가열·정적 방열이다. 즉 열이 드나드는 과정은 a→b와 c→d 두 개뿐이다.
정적 과정이므로 공급열과 방출열은  $q_1 = C_v(T_b - T_a)$ ,  $q_2 = C_v(T_c - T_d)$ 로 쓸 수 있다.
따라서  $\eta = 1 - \dfrac{q_2}{q_1} = 1 - \dfrac{C_v(T_c - T_d)}{C_v(T_b - T_a)} = 1 - \dfrac{T_c - T_d}{T_b - T_a}$ 이며, 비열이 약분되어 온도만으로 표현된다. 단열과정의 온도차( $T_b - T_c$ ,  $T_a - T_d$ )를 쓴 식은 열 출입과 무관한 구간이라 성립하지 않는다.

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