2014년 5월
어떤 냉동실의 온도를 -5℃로 유지하기 위하여 매시간당 150000kcal의 열량을 제거해야 한다. 이 제거열량을 냉동기로 제거한다면 이 냉동기의 소요마력은 약 얼마인가? (단, 냉동기의 방열온도는 10℃, 1HP=632kcal/h로 한다)
<문제 해설>
고온 = T_H = 10℃ = 10+273 = 283K
저온= T_L = -5℃ = -5+273 = 268K
가역단열일 경우(역카르노 사이클) : COPr = 저온/(고온-저온)= T_L / (T_H - T_L) = 268 / (283-268) = 17.867
냉동기 성능계수 COPr = Q_L / W = Q_L / (Q_H - Q_L) = 고열 / (고열-저열)
Q_L = 150000kcal/h 이므로 대입하여 W를 구하면 W = 150000 / 17.867 = 8395.37kcal/h
1HP = 632kcal/h 라고 했으므로 소요마력(W) = 8395.37 / 632 = 13.284 HP
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