안녕하세요
필기 14회 핵심기출 공조냉동 설계 22번 문제 문의드립니다
문제에서 가역단열과정으로 주어지고 압력이 변동됐을 때
펌프의 일을 구하는 문제인데 해설을 보면 정적과정 공식으로 풀이가 되어있습니다
가역단열과정이 부피가 일정한 상황을 의미하는 것인지 잘 이해가 안됩니다
교재를 보면 단열과정에서 공업일 계산시 부피가 v1, v2로 해서 k/k-1 (P1v1-P2v2)
공식으로 되어있는데 문제에서는 k값과 v2 값이 안주어져 있어 정적과정으로 봐도
되는 것인지 궁금합니다
네, 안녕하세요.
해당 문제는 가역단열과정이란 조건이 있지만 이는 펌프의 순수한 일 외에 외부로 부터 열의 영향은 없다는 뜻으로
공업일(압축일)공식으로 풀이를 하게 됩니다.
정적과정이긴 하지만 개방계에서 펌프에 의해 압축되는 유체의 비체적이 일정할 때의 공업일로 해석을 합니다.
공업일Wt=개방계 일= 유동일(압축일, 축일) : 압축기, 터빈일, 펌프일, 유동계 일 등이 있습니다.
공업일은 Wt=-∫vdP 식을 사용하며
물의 비체적은 조건에서 26℃로 일정하기 때문에
Wt=-v(P2-P1)=v(P1-P2)=0.001×(150-650)=-0.5[kJ/kg]이며
일은 계에서 받은 경우 (-), 일을 한 경우(+)의 부호 사용하기 때문에
펌프에서는 우리가 동력을 사용하여 하는 경우로 생가하는데 물의 관점으로 보면 받은 일이기 때문에 -부호이며
여기서 - 부호는 받았다는 의미이고 문제에서는 필요한 펌프 일의 양의 값을 요구하기 때문에 0.5가 닶이 됩니다.
가끔은 순수 일의 양이 아닌 받은 의미의 -0.5의 값을 요구하는 경우도 있으니 이 문제처럼 부호 구분이 없으면 0.5가 답이지만
-0.5와 0.5가 답항에 같이 있다면 -0.5를 답해야 합니다.