전력공학
화력발전
카르노 효율
2017.3 기출
고온원 540℃, 저온원 30℃ 사이 카르노 사이클의 최대 열효율은 약 몇 %인가?
- ① 85.2
- ② 80.5
- ③ 75.3
- ④ 62.7 정답
📖 해설
카르노 사이클의 최대 열효율
\[ \eta=1-\frac{T_L}{T_H}=\frac{T_H-T_L}{T_H} \]핵심 — 온도는 반드시 절대온도(K)로! 섭씨(℃)에 273을 더합니다.
• 고온원 \(T_H=540+273=813\ \text{K}\)
• 저온원 \(T_L=30+273=303\ \text{K}\)
대입
\[ \eta=1-\frac{303}{813}=1-0.373=0.627=62.7\,\% \]※ 함정 — 섭씨 그대로 \(1-\dfrac{30}{540}=94.4\%\)로 계산하면 완전히 틀립니다. 카르노 효율은 절대온도(K) 기준이며, 이는 두 온도 사이에서 낼 수 있는 이론상 최대 효율입니다(실제 화력발전 효율은 이보다 훨씬 낮음).
\[ \eta=1-\frac{T_L}{T_H}=\frac{T_H-T_L}{T_H} \]핵심 — 온도는 반드시 절대온도(K)로! 섭씨(℃)에 273을 더합니다.
• 고온원 \(T_H=540+273=813\ \text{K}\)
• 저온원 \(T_L=30+273=303\ \text{K}\)
대입
\[ \eta=1-\frac{303}{813}=1-0.373=0.627=62.7\,\% \]※ 함정 — 섭씨 그대로 \(1-\dfrac{30}{540}=94.4\%\)로 계산하면 완전히 틀립니다. 카르노 효율은 절대온도(K) 기준이며, 이는 두 온도 사이에서 낼 수 있는 이론상 최대 효율입니다(실제 화력발전 효율은 이보다 훨씬 낮음).