문제 #88329

Question

역카르노 사이클로 작동하는 냉장고가 있다. 냉장고 내부의 온도가 0\ ℃ 이고 이곳에서 흡수한 열량이 10\ \rm kW 이고, 30\ ℃ 의 외기로 열이 방출된다고 할 때 냉장고를 작동하는 데 필요한 동력 \rm(kW) 은?

Accepted Answer

**정답 이유:** 역카르노 사이클의 성능 계수(COP)는 $COP = \frac{T_C}{T_H - T_C}$로 주어집니다. 여기서 $T_C$는 저온부 온도, $T_H$는 고온부 온도입니다. 문제에서 주어진 온도를 절대 온도로 변환하면 $T_C = 273\ \rm K$, $T_H = 303\ \rm K$이 됩니다. 따라서 COP는 $\frac{273}{303 - 273} = \frac{273}{30} \approx 9.1$입니다. 냉장고의 성능 계수는 흡수한 열량($Q_C$)을 동력($W$)으로 나눈 값($COP = \frac{Q_C}{W}$)이므로, 필요한 동력은 $W = \frac{Q_C}{COP} = \frac{10\ \rm kW}{9.1} \approx 1.1\ \rm kW$가 됩니다. **핵심 개념:** * **역카르노 사이클:** 가장 효율적인 냉동 사이클로, 열역학 제2법칙에 기반하여 저온에서 고온으로 열을 이동시키기 위해 외부에서 일을 해주는 사이클입니다. * **성

문제 1