2011년08월21일 26번

[수질오염방지기술]
50℃의 폐열수를 50m³/min씩 하천으로 배출하고 있는 시설이 있다. 하천의 유량이 2m³/sec, 수온은 15℃이라면 폐열수가 하천에 완전히 혼합되었을 경우 수온은?

① 16.7℃
② 19.4℃
③ 22.6℃
④ 25.3℃

(정답률: 61%)

문제 해설

폐열수와 하천물이 혼합되면, 열량은 보존되므로 다음과 같은 식이 성립한다.

(폐열수의 열량) + (하천물의 열량) = (혼합된 물의 열량)

여기서, 폐열수의 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

폐열수의 열량 = (폐열수의 유량) × (폐열수의 온도) × (1 kcal/kg℃)

하천물의 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

하천물의 열량 = (하천물의 유량) × (하천물의 온도) × (1 kcal/kg℃)

혼합된 물의 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

혼합된 물의 열량 = (폐열수의 유량 + 하천물의 유량) × (혼합된 물의 온도) × (1 kcal/kg℃)

이를 이용하여, 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

(50m³/min × 50℃ × 1 kcal/kg℃) + (2m³/sec × 15℃ × 1 kcal/kg℃) = (50m³/min + 2m³/sec) × (혼합된 물의 온도) × (1 kcal/kg℃)

이를 계산하면, 혼합된 물의 온도는 약 25.3℃이 된다. 따라서 정답은 "25.3℃"이다.

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