[공조냉동기계기사] 엔탈피 문제

열량= 내부에너지+일

H=U+PV

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2019년 8월

> 증기가 디퓨저를 통하여 0.1MPa, 150℃, 200m/s의 속도로 유입되어 출구에서 50m/s의 속도로 빠져나간다. 이 때 외부로 방열된 열량이 500J/kg일 때 출구 엔탈피(kJ/kg)는 얼마인가? (단, 입구의 0.1MPa, 150℃ 상태에서 엔탈피는 2776.4kJ/kg이다.)

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2019년 3월

> 어느 내연기관에서 피스톤의 흡기과정으로 실린더 속에 0.2 kg의 기체가 들어 왔다. 이것을 압축할 때 15 kJ의 일이 필요하였고, 10 kJ의 열을 방출하였다고 한다면, 이 기체 1 kg당 내부에너지의 증가량은?

> 공기 1kg이 압력 50kPa, 부피 3m3인 상태에서 압력 900kPa, 부피 0.5m3인 상태로 변화할 때 내부 에너지가 160kJ 증가하였다. 이 때 엔탈피는 약 몇 kJ이 증가하였는가?

> 밀폐계가 가역정압 변화를 할 때 계가 받은 열량은?

    ❶ 계의 엔탈피 변화량과 같다.

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2018년 8월

> 다음 중 이상적인 스로틀 과정에서 일정하게 유지되는 양은?

정답: 엔탈피

> 이상기체가 등온과정으로 체적이 감소할 때 엔탈피는 어떻게 되는가?

정답: 변하지 않는다.

> 어떤 기체 1kg이 압력 50kPa, 체적 2.0m3의 상태에 서 압력 1000kPa 체적 0.2m3의 상태로 변화하였다. 이 경우 내부에너지의 변화가 없다고 한다면, 엔탈피의 변화는 얼마나 되겠는가?

정답: 100

해설: H=U+PV
        ΔH= ΔU+ Δ(PV) = 0+(P2V2-P1V1) = 100kJ

> 압력 250kPa, 체적 0.35m3의 공기가 일정 압력 하에서 팽창하여, 체적이 0.5m3로 되었다. 이 때 내부에너지의 증가가 93.9kJ이었다면, 팽창에 필요한 열량은 약 몇 kJ인가?

정답: 131.4

해설: δQ =dU+PdV 
          Q= ΔU+P(V2-V1) = 93.9+250x(0.5-0.35) = 131.4kJ

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2018년 4월

> 습증기 상태에서 엔탈피 h를 구하는 식은? (단, hf는 포화액의 엔탈피, hg는 포화증기의 엔탈피, x는 건도이다.)

정답: h= hf+x(hg-hf)

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