2017년 에너지관리기사 1회차 82번

Question

그림과 같이 가로 	imes 세로 	imes 높이가 3	imes 1.5	imes 0.03\ \mathrm m 인 탄소 강판이 놓여 있다. 열전도계 (K) 가 43\ \mathrm{W/m\cdot K} 이며, 표면온도는 20\ ℃ 였다. 이 때 탄소강판 아래 면에 열유속 (q''=q/A) 600\ \mathrm{kcal/m^2\cdot h} 을 가할 경우, 탄소강판에 대한 표면온도 상승 [\Delta T(℃)] 은?

Accepted Answer

이 문제는 열전도 현상을 다루고 있습니다. 탄소강판의 열전도율, 두께, 그리고 가해지는 열유속을 이용하여 강판 내부의 온도 구배를 계산해야 합니다. 문제에서 주어진 열유속은 단위 면적당 전달되는 열량이므로, 이를 강판의 두께와 열전도율로 나누면 단위 두께당 온도 상승을 구할 수 있습니다. 이 온도 상승이 바로 표면 온도 상승이 됩니다. **핵심 개념:** * **열전도:** 열이 물질을 통해 전달되는 현상. * **열유속:** 단위 면적당 전달되는 열량. * **푸리에의 법칙 (Fourier's Law of Heat Conduction):** 열전도율, 면적, 온도 구배에 비례하는 열전달량을 나타내는 법칙. 이 문제에서는 1차원 정상 상태 열전도를 가정하여 적용할 수 있습니다. **정답 이유:** 주어진 열유속($q''$)과 열전도율($K$)을 이용하여 강판의 두께($L$)에 따른 온도 상승($\Delta T$)을 계산하면 다음과 같은 관계를 이용할 수 있습니다. $q'' = -K

2017년 에너지관리기사 1회차 82번 - 기출문제 및 해설

문제 1