2020년06월13일 10번
[과목 구분 없음] 열전도도가 0.080W/(mㆍ℃)인 나무로 지어진 오두막이 있다. 실내 온도가 25℃, 바깥 온도가 5℃인 날 실내 온도가 일정하게 유지되기 위한 난로의 일률은? (단, 오두막은 바닥을 포함한 전면적이 두께가 5.0cm인 동일한 나무로 지어졌고 바깥과 접촉한 표면적의 크기는 50m2이며 열의 출입은 전체 표면적에서 균일하다.)
- ① 400W
- ② 800W
- ③ 1200W
- ④ 1600W
(정답률: 20%)
문제 해설
열전도율은 열이 전달되는 능력을 나타내는데, 이 값이 클수록 열이 빠르게 전달된다는 것을 의미합니다. 따라서 열전도율이 작은 나무로 지어진 오두막은 바깥 온도가 낮아져도 실내 온도를 일정하게 유지하기 어렵습니다.
난로의 일률은 오두막에서 발생한 열을 보충하여 실내 온도를 유지하는 역할을 합니다. 따라서 난로의 일률은 오두막에서 발생한 열의 양과 같아야 합니다.
오두막의 열전도율과 크기를 고려하여 계산하면, 오두막에서 발생한 열의 양은 다음과 같습니다.
Q = (0.080 W/(m℃) × 50 m² × (25℃ - 5℃)) / 0.05 m = 1600 W
따라서 실내 온도를 일정하게 유지하기 위한 난로의 일률은 1600W입니다.
난로의 일률은 오두막에서 발생한 열을 보충하여 실내 온도를 유지하는 역할을 합니다. 따라서 난로의 일률은 오두막에서 발생한 열의 양과 같아야 합니다.
오두막의 열전도율과 크기를 고려하여 계산하면, 오두막에서 발생한 열의 양은 다음과 같습니다.
Q = (0.080 W/(m℃) × 50 m² × (25℃ - 5℃)) / 0.05 m = 1600 W
따라서 실내 온도를 일정하게 유지하기 위한 난로의 일률은 1600W입니다.
