문제 #88428

Question

80\ ℃ 의 물(엔탈피 335\ \mathrm{kJ/kg} )과 100\ ℃ 의 건포화수증기(엔탈피 2676\ \mathrm{kJ/kg} )를 질량비 1 : 2 로 혼합하여 열손실 없는 정상유동과정으로 95\ ℃ 의 포화액-증기 혼합물 상태로 내보낸다. 95\ ℃ 포화상태에서의 포화액 엔탈피가 398\ \mathrm{kJ/kg} , 포화증기의 엔탈피가 2668\ \mathrm{kJ/kg} 이라면 혼합실 출구의 건도는 얼마인가?

Accepted Answer

이 문제는 에너지 보존 법칙을 이용하여 혼합물의 건도를 계산하는 문제입니다. 질량 보존 법칙과 엔탈피 개념을 통해 혼합 전후의 총 엔탈피가 같다는 것을 이용하여 출구의 건도를 구할 수 있습니다. **정답 이유:** 1. **질량 보존:** 물과 증기의 질량비를 이용하여 각 성분의 질량을 설정합니다. (예: 물 1kg, 증기 2kg) 2. **에너지 보존 (엔탈피):** 혼합 전 총 엔탈피와 혼합 후 총 엔탈피가 같다는 것을 이용합니다. * 혼합 전 총 엔탈피 = (물 질량 × 물 엔탈피) + (증기 질량 × 증기 엔탈피) * 혼합 후 총 엔탈피 = (총 질량) × (95℃ 포화액 엔탈피 × (1-건도) + 95℃ 포화증기 엔탈피 × 건도) 3. **건도 계산:** 위 식을 통해 미지수인 건도를 계산하면 약 0.66이 나옵니다. **핵심 개념:** * **질량 보존 법칙:** 시스템 내 질량의 총량은 변하지 않습니다. * **에너지 보존 법칙 (열역학 제1법칙):** 외부와의 열 교환

문제 1