문제 #87912

Question

수증기가 노즐 내를 단열적으로 흐를 때 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 15\ \rm kJ/kg 만큼 작아진다. 노즐 입구에서의 속도를 무시할 때 노즐 출구에서의 수증기 속도는 약 몇 \rm m/s 인가?

Accepted Answer

이 문제는 에너지 보존 법칙, 특히 **제1법칙 (열역학 제1법칙)**을 적용하여 풀 수 있습니다. 단열 과정에서는 외부와의 열 교환이 없으므로, 유체의 엔탈피 변화는 운동 에너지 변화와 같습니다. 따라서 엔탈피 감소량은 운동 에너지 증가량으로 전환되며, 이를 통해 출구 속도를 계산할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **단열 과정:** 외부와의 열 출입이 없는 과정입니다. * **에너지 보존 법칙 (열역학 제1법칙):** 시스템의 총 에너지는 일정하게 보존됩니다. 단열 과정에서는 엔탈피 변화가 운동 에너지 변화로 나타납니다. **풀이 과정 (간략화):** 1. **엔탈피 변화와 운동 에너지 변화의 관계:** 단열 과정에서 노즐을 통과할 때, 엔탈피 감소량($\Delta h$)은 운동 에너지 증가량($\Delta KE$)과 같습니다. $\Delta h = \Delta KE$ 2. **운동 에너지 변화:** 운동 에너지($KE$)는 $\frac{1}{2}mv^2$으로 주어지므로,

문제 1