화력발전

전기기사 필기 2017년 1회 23번

섭씨온도($^{\circ}C$)에 273을 더하여 절대온도(K)로 변환합니다. (예: $30^{\circ}C + 273 = 303K$)

Q문제

어떤 화력 발전소의 증기조건이 고온원

54 0^{\circ} C

, 저온원

3 0^{\circ} C

일 때 이 온도 간에서 움직이는 카르노 사이클의 이론 열효율

[%]

은?

유사 문제 링크

선택지 분석

85.2

섭씨온도를 절대온도로 변환하지 않고 계산하거나, 계산식의 분모와 분자를 잘못 적용한 결과입니다.

80.5

온도 변환 과정에서 상수를 잘못 적용하거나 수식 계산 오류로 도출된 오답입니다.

75.3

절대온도 변환을 누락하고 섭씨온도 그대로 효율을 계산한 오답입니다.

62.7

카르노 사이클의 이론 열효율은 고온원과 저온원의 절대온도를 이용하여 계산합니다.

•

Step 1: 주어진 섭씨온도를 절대온도(K)로 변환합니다. - 고온원 절대온도

T_{1} = 540 + 273 = 813 [K]

- 저온원 절대온도

T_{2} = 30 + 273 = 303 [K]

•

Step 2: 카르노 사이클의 열효율 공식을 적용합니다. -

η = \frac{T _{1} - T _{2}}{T _{1}} \times 100 [%]

•

Step 3: 변환된 온도를 공식에 대입하여 계산합니다. -

η = \frac{813 - 303}{813} \times 100 = \frac{510}{813} \times 100 \approx 62.73 [%]

따라서 이론 열효율은 약 62.7%입니다.

카르노 사이클의 열효율을 계산할 때 왜 절대온도를 사용해야 하나요?

열역학적 효율은 열에너지의 절대적인 양에 비례하므로, 기준점이 0K인 절대온도를 사용하여야 정확한 에너지 비율을 계산할 수 있습니다.

섭씨온도를 절대온도로 어떻게 변환하나요?

섭씨온도(

^{\circ} C

)에 273을 더하여 절대온도(K)로 변환합니다. (예:

3 0^{\circ} C + 273 = 303 K

)