[7급 국가직 전달현상 2022년 22번]

정상상태로 작동하는 이중관식 열교환기에 평균온도 80 °C, 비열(${\hat{C}}_P$) 2.1 kJ kg^-1 K^-1의 액체를 평균질량유량($\dot{m}$) 0.14 kg s^-1로 내관에 흘려 보내 평균온도 40 °C까지 냉각시키고자 한다. 열교환기의 외측에 평균온도 20 °C의 냉각수를 흘려보낼 때, 냉각수의 평균출구온도가 30 °C가 되기 위한 냉각수의 평균질량유량[kg s^-1]은? (단, 열손실은 없으며, 냉각수의 비열(${\hat{C}}_P^{\prime }$)은 4.2 kJ kg^-1 K^-1이다. 모든 비열은 일정하다. 모든 액체는 비압축성이고, 압력 강하는 무시할 정도로 작다고 가정한다. 또한 운동 에너지와 위치 에너지의 변화는 무시한다)