일반기계기사 필기요약 : 열역학(제2법칙, 기체의 압축, 증기 등)

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<열역학은 이론 내용이 너무 길고 많아서 요약하는데 시간이 너무 걸림.

어차피 개념 30%, 계산 70%나오니까 아래 동영상으로 대체하기.>

 

https://youtu.be/yplzzNj1vZw

 

 

 

예시 문제/풀이 :

 

2021년 05월 15일 필기 기출문제

 

 

28. 어떤 열기관이 550K의 고열원으로부터 20kJ의 열량을 공급받아 250K의 저열원에 14KJ의 열량을 방출할 때, 이 사이클의 Clausius 적분값과 가역, 비가역 여부의 설명으로 옳은 것은?

① Clausius 적분값은 –0.0196kJ/K 이고 가역사이클이다.

❷ Clausius 적분값은 –0.0196kJ/K 이고 비가역사이클이다.

③ Clausius 적분값은 0.0196kJ/K 이고 가역사이클이다.

④ Clausius 적분값은 0.0196kJ/K 이고 비가역사이클이다.

 

 

29. 이상적인 오토사이클의 열효율이 56.5% 이라면 압축비가 약 얼마인가? (단, 작동 유체의 비열비는 1.4로 일정하다.)

① 7.5 ❷ 8.0 ③ 9.0 ④ 9.5

 

 

30. 4kg의 공기를 온도 15℃에서 일정 체적으로 가열하여 엔트로피가 3.35 kJ/K 증가하였다. 이때 온도는 약 몇 K인가? (단, 공기의 정적비열은 0.717 kJ/(kg·K) 이다.)

❶ 927 ② 337 ③ 533 ④ 483

 

 

31. 상태 1에서 경로 A를 따라 상태 2로 변화하고 경로 B를 따라 다시 상태 1로 돌아오는 가역사이클이 있다. 아래의 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 사이클 과정 동안 시스템의 내부에너지 변화량은 0 이다.

② 사이클 과정 동안 시스템은 외부로부터 순(net) 일을 받았다.

③ 사이클 과정 동안 시스템의 내부에서 외부로 순(net) 열이 전달되었다.

❹ 이 그림으로 사이클 과정 동안 총 엔트로피 변화량을 알 수 없다.

 

 

32. 다음 4가지 경우에서 ( ) 안의 물질이 보유한 엔트로피가 증가한 경우는?

❶ ⓐ ② ⓑ ③ ⓒ ④ ⓓ

 

 

33. 기체상수가 0.462 kJ/(kg·K)인 수증기를 이상기체로 간주할 때 정압비열(kJ/(kg·K))은 약 얼마인가? (단, 이 수증기의 비열비는 1.33 이다.)

❶ 1.86 ② 1.54 ③ 0.64 ④ 0.44

 

 

34. 완전히 단열된 실린더 안의 공기가 피스톤을 밀어 외부로 일을 하였다. 이 때 외부로 행한 일의 양과 동일한 값(절대값 기준)을 가지는 것은?

① 공기의 엔탈피 변화량

② 공기의 온도 변화량

③ 공기의 엔트로피 변화량

❹ 공기의 내부에너지 변화량

 

 

35. 시스템 내의 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이 기체의 정압비열은 1.0kJ/(kg·K) 이고, 초기 온도가 50℃인 상태에서 323kJ의 열량을 가하여 팽창시킬 때 변경 후 체적은 변경 전 체적의 약 몇 배가 되는가? (단, 정압과정으로 팽창한다.)

① 1.5배 ❷ 2배 ③ 2.5배 ④ 3배

 

 

36. 그림과 같은 Rankine 사이클의 열효율은 약 얼마인가? (단, h는 엔탈피, s는 엔트로피를 나타내며, h1 = 191.8 kJ/kg, h2 = 193.8 kJ/kg, h3 = 2799.5 kJ/kg, h4 = 2007.5 kJ/kg 이다.)

❶ 30.3% ② 36.7% ③ 42.9% ④ 48.1%

 

 

37. 냉동기 냉매의 일반적인 구비조건으로서 적합하지 않은 것은?

① 임계 온도가 높고, 응고 온도가 낮을 것

❷ 증발열이 작고, 증기의 비체적이 클 것

③ 증기 및 액체의 점성(점성계수)이 작을 것

④ 부식성이 없고, 안정성이 있을 것

 

 

38. 복사열을 방사하는 방사율과 면적이 같은 2개의 방열판이 있다. 각각의 온도가 A 방열판은 120℃, B 방열판은 80℃ 일 때 두 방열판의 복사 열전달량(QA/QB)비는?

① 1.08 ② 1.22 ❸ 1.54 ④ 2.42

 

 

39. 카르노사이클로 작동되는 열기관이 200kJ의 열을 200℃에서 공급받아 20℃에서 방출한다면 이 기관의 일은 약 얼마인가?

① 38kJ ② 54kJ ③ 63kJ ❹ 76kJ

 

 

40. 유리창을 통해 실내에서 실외로 열전달이 일어난다. 이때 열전달량은 약 몇 W 인가? (단, 대류열전달계수는 50W/(m2·K), 유리창 표면온도는 25℃, 외기온도는 10℃, 유리창면적은 2m2 이다.)

① 150 ② 500  ❸ 1500 ④ 5000