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열역학 카르노 사이클은 무조건 이상기체인가요?
Ch. 6 The Second Law of Thermodynamics
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2022-06-20 23:25
조회
601
#엔트로피 #카르노 사이클 열펌프 #이상기체
교수님 안녕하세요. 열역학 전공책을 공부하다 보니 궁금점이 생겨 질문 드립니다.
저는 카르노 사이클을 이상 가역 사이클이라고 공부했습니다. 카르노 사이클의 열 효율과 COP계수를 구할 때 무조건 이상기체 가정을 하고 구해서 절대온수척도를 증명해 낼 수 있다고 배웠는데, 문제에서 카르노 사이클이다 라고 나와있을 때 무조건 이상기체가 아닐 수도 있는 건가요?
첨부한 문제에서 카르노 사이클 열 펌프를 고려한다해서 가역 단열 변화로 생각하여 한 지점에 압력을 알아서 가역 단열 압축 으로 교수님꼐서 알려주신 P,v,T의 가역 단열 관계식을 이용하여 T를 알고있고 가역단열 압축 전에 압력을 알고있어서 압축 후의 압력을 구하기 위해 이 식에 대입했는데 답이랑 거의 2배 차이나서 문의 드립니다. 카르노 사이클이라고 해서 무조건 이상기체라고 가정하면 안되는건가요? 또한 이상기체라고 가정을 안한다면 열효율은 어떻게 해야하나요?
이상기체로 가정하여 압력을 구했을때는 직접 엔트로피로 구한 값이랑 2배정도 차이가 나고 열효율 구할때는 이상기체로 증명한 절대온도척도로 쓰인 열 효율을 쓴다는게 이해가 안 가서 질문드립니다.. 읽어 주셔서 감사합니다.
교수님 안녕하세요. 열역학 전공책을 공부하다 보니 궁금점이 생겨 질문 드립니다.
저는 카르노 사이클을 이상 가역 사이클이라고 공부했습니다. 카르노 사이클의 열 효율과 COP계수를 구할 때 무조건 이상기체 가정을 하고 구해서 절대온수척도를 증명해 낼 수 있다고 배웠는데, 문제에서 카르노 사이클이다 라고 나와있을 때 무조건 이상기체가 아닐 수도 있는 건가요?
첨부한 문제에서 카르노 사이클 열 펌프를 고려한다해서 가역 단열 변화로 생각하여 한 지점에 압력을 알아서 가역 단열 압축 으로 교수님꼐서 알려주신 P,v,T의 가역 단열 관계식을 이용하여 T를 알고있고 가역단열 압축 전에 압력을 알고있어서 압축 후의 압력을 구하기 위해 이 식에 대입했는데 답이랑 거의 2배 차이나서 문의 드립니다. 카르노 사이클이라고 해서 무조건 이상기체라고 가정하면 안되는건가요? 또한 이상기체라고 가정을 안한다면 열효율은 어떻게 해야하나요?
이상기체로 가정하여 압력을 구했을때는 직접 엔트로피로 구한 값이랑 2배정도 차이가 나고 열효율 구할때는 이상기체로 증명한 절대온도척도로 쓰인 열 효율을 쓴다는게 이해가 안 가서 질문드립니다.. 읽어 주셔서 감사합니다.
Thermodynamics – An Engineering Approach, Cengel & Boles, McGrawHill
Ch. 1 Introduction and Basic Concepts
Ch. 2 Energy, Energy Transfer, and General Energy Analsysis
Ch. 3 Properties of Pure Substances
Ch. 4 Energy Analysis of Closed Systems
Ch. 5 Mass and Energy Analysis of Control Volumes
Ch. 6 The Second Law of Thermodynamics
Ch. 7 Entropy
Ch. 8 Exergy
Ch. 9 Gas Power Cycles
Ch. 10 Vapor and Combined Power Cycles
Ch. 11 Refrigeration Cycles
Ch. 12 Thermodynamic Property Relations
Ch. 13 Gas Mixtures
Ch. 14 Gas-Vapor Mixtures and Air-Conditioning
Ch. 15 Chemical Reactions
Ch. 16 Chemical and Phase Equilibrium
Ch. 17 Compressible Flow
- “열역학 한방에 끝내기” 는 초등학생도 이해할 수 있게끔 쉽고 재미있게 열역학을 설명하고 있습니다.
- 공식만 외워서 문제를 푸는 방식은 올바른 역학 공부법이 아니고, 조금만 응용된 문제가 나오면 접근하기가 매우 어려워져 좋은 시험 점수(좋은 학점)을 받기가 매우 어려워집니다.
- 원리와 원칙에 충실하여 어떤 문제가 나와도 개념에 충실해서 풀 수 있어야 학업성취도, 취업 면접, 대학원 시험 등에서 좋은 결과를 기대할 수 있습니다.
카르노사이클은 이상사이클로써
이상기체로 간주하고 열효율을 유도하는 것이 일반적입니다.
학생분께서 첨부하신 문제의 경우,
작동유체를 R-134a로 간주한 상태에서
테이블을 보고 푸는
냉동카르노사이클의 문제인 것 같습니다.
이상사이클 또는 카르노사이클과는 별개로
열역학 문제에는 2가지의 스타일이 있는데
1. 이상기체와 열역학 법칙을 이용해서 푸는 문제
2. 테이블을 보는 문제
학생분께서 질문하신 문제는
테이블을 보고 푸는 문제입니다.
때문에 단열/가역/이상기체공식을 이용해서 문제를 풀면
값이 다르게 나오게 됩니다.
어떤 유형의 문제인지를 잘 구분하시고
출제자의 의도에 맞게 문제를 푸는 것이 중요하겠습니다.
테이블을 보고 적절하게 상태량을 구할 줄 아는 것도
기계과 열역학에서는 중요한 능력이기 때문입니다.
열심히 공부하시길 바랍니다.
감사합니다.