해설 보기
정답운동에너지 + 중력에 의한 위치에너지 + 압력에너지의 총합이 흐름 내 어디에서나 일정합니다
핵심 개념
베르누이 정리 — 속도·위치·압력 에너지의 총합 보존
베르누이(Bernoulli)의 정리는 점성과 마찰이 없는 비압축성 유체가 정상류로 흐를 때, 유선상의 어느 지점에서나 에너지의 총합이 일정하게 보존된다는 원리입니다. 여기서 말하는 에너지는 세 가지로, 유속에 의한 운동에너지(속도수두 v²/2g), 높이에 의한 위치에너지(위치수두 Z), 그리고 압력에 의한 압력에너지(압력수두 p/γ)입니다. 즉 p/γ + v²/2g + Z = 일정으로 표현되며, 어느 한 항이 커지면 다른 항이 그만큼 작아지는 관계입니다. 벤투리관에서 유속이 빨라지면 압력이 낮아지는 현상, 덕트 내 전압·정압·동압의 관계가 모두 이 정리로 설명됩니다.
선지별 해설
①운동에너지 하나만 일정하다는 뜻이 되어 틀렸습니다. 관경이 좁아지면 유속이 빨라져 운동에너지는 오히려 증가하며, 대신 압력에너지가 감소해 총합이 유지되는 것입니다.
②위치에너지가 빠져 있어 불완전합니다. 수평관처럼 높이 변화가 없는 특수한 경우에만 성립하는 형태이므로, 정리 전체를 설명한 것으로는 볼 수 없습니다.
③압력에너지가 빠져 있어 틀렸습니다. 압력수두 p/γ는 베르누이 정리의 핵심 항으로, 이것이 없으면 유속 증가 시 압력이 낮아지는 현상 자체를 설명할 수 없습니다.
④운동에너지·위치에너지·압력에너지 세 항의 총합이 유선상 어디에서나 일정하다는 서술로, 베르누이 정리를 가장 정확하게 표현했습니다. 따라서 정답입니다.
해설 보기
정답SHF = 5000 ÷ (5000 + 1250) = 0.8
핵심 개념
현열비(SHF) = 현열부하 ÷ 전체부하
현열비(SHF, Sensible Heat Factor)는 실내 취득열량 중에서 현열이 차지하는 비율을 뜻하며, SHF = 현열부하 ÷ (현열부하 + 잠열부하)로 정의됩니다. 습공기선도에서 취출공기의 상태점과 실내 상태점을 잇는 직선의 기울기를 결정하는 값이어서, 송풍량과 취출온도를 결정할 때 반드시 먼저 구해야 하는 값입니다. 이 문제에서 주어진 실내온도 25℃, 습도 50%, 취출온도 10℃ 같은 조건은 송풍량을 구할 때 쓰이는 값이지 현열비 계산에는 들어가지 않습니다. 현열비는 오직 현열과 잠열의 크기만으로 결정된다는 점이 출제 포인트입니다.