그림과 같은 단열된 용기 안에 25 ℃의 물이 0.8 m3 들어있다. … | [건설기계설비기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 19년 1회차

그림과 같은 단열된 용기 안에 25 ℃의 물이 0.8 m³ 들어있다. 이 용기 안에 100 ℃, 50 kg의 쇳덩어리를 넣은 후 열적 평형이 이루어졌을 때 최종 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 물의 비열은 4.18 kJ/(kg ㆍ K), 철의 비열은 0.45 kJ/(kg ㆍ K)이다.)

25.5

27.4

29.2

31.4

해설

열적 평형에 도달한 최종 온도는 약 25.5 ℃이다.
그림의 단열 용기 안에는 25 ℃의 물 0.8 ㎥가 들어 있고 여기에 100 ℃, 50 kg의 쇳덩어리를 넣는다. 물의 밀도를 1000 kg/㎥로 보면 물의 질량은 800 kg이다.
단열이므로 쇠가 잃은 열과 물이 얻은 열이 같다.  $m_w c_w (T-25)=m_{Fe} c_{Fe}(100-T)$ 에 값을 넣으면  $800\times4.18\times(T-25)=50\times0.45\times(100-T)$ 이다.
정리하면  $3344(T-25)=22.5(100-T)$ ,  $3366.5\,T=85850$ 에서  $T\approx25.5\ ^\circ\mathrm{C}$ 이다. 물의 열용량 3344 kJ/K가 쇠의 22.5 kJ/K보다 압도적으로 커서 물 온도는 0.5 ℃ 남짓밖에 오르지 않는다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.

💬 자격증 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→