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✋N7 폴리트로픽 1️⃣ 실린더 내에 있는 이상기체 10[kg]을 350[°C]상태에서 폴리트로픽 과정으로 압축하는 일량이 900[kJ]이 소요되었을 때 엔트로피 변화량[kJ/K]을 계산하시오. (단, 정적비열은 0.72[kJ/kg･K], 기체상수 0.26[kJ/kg･K] 폴리트로픽 지수 1.3, 비열비 1.4이다)

$$ W_a=m\times \frac{R}{n-1}\times(T_1-T_2) $$

$$ T_2=T_1-\frac{W}{m-\frac{R}{n-1}} \\ =(273-350)-\frac{900}{10\times \frac{0.26}{1.3-1}}=519.153[K] $$

$$ \Delta s=m\times C_v\times \frac{n-k}{n-1}\times \ln\frac{T_2}{T_1} $$

$$ =10\times 0.72\times \frac{1.3-1.4}{1.3-1}\times \ln\frac{519.15}{273+350}=0.437[kJ/K] $$

2️⃣ 발열량이 9030[kcal/L]인 경유 200[L]에 대한 TOE를 계산하시오. (단, 경유의 석유환산계수[TOE/kL]는 0.905이다)

$$ TOE=\frac{200}{1000}\times 0.905=0.181[TOE] $$

✋I2 정압계산(피토관)
3️⃣ 그림과 같은 관로에 벤투리미터를 설치하여 20[°C] 물을 통과시켰을 때 온도기준 포화증기 표를 참고하여 캐비테이션이 발생하지 않는 조건으로 2번 지점에서의 최대유량[L/s]을 계산하시오.

$$ A_1V_1=A_2V_2 \\ V_1=\frac{A_2}{A_1}V_2=\frac{\frac{\pi}{4}\times0.1^2}{\frac{\pi}{4}\times0.02^2}\times V_2=25V_2 $$

$$ \frac{P_1}{\rho g}+\frac{V^2_1}{2g}+z_1=\frac{P_2}{\rho g}+\frac{V^2_2}{2g}+z_2 \\ \frac{V^2_2-V^2_1}{2g}=\frac{P_1-P_2}{\rho g}+z_1 \\ \frac{V^2_2-(25V_2)^2}{2g} =\frac{V^2_2-25^2 V_2^2}{2g} =\frac{V^2_2-625V_2^2}{2g} \\ =\frac{(1-625)V_2^2}{2g}=\frac{-624V_2^2}{2g}

$$

$$ \frac{-624V_2^2}{2g}=\frac{P_1-P_2}{\rho g}+z_1 $$

$$ V_2=\sqrt{\frac{2g(\frac{P_1-P_2}{\rho g}=z_1)}{-624}}=\sqrt{\frac{2\times9.8\times(\frac{2340-120000}{1000\times9.8}+1}{-624}}=0.587[m/s] $$

$$ Q_2=A_2V_2=(\frac{\pi}{4}\times0.1^2\times0.59)\times1000=4.633[L/s] $$

$$ Q_2=A_2V_2=(\frac{\pi}{4}\times 0.1^2\times 0.59)\times 1000=4.633[L/s] $$